(高分子合成工艺学课件)第二章生产单体的原料路线
生产单体的原料路线
高高分子子合成工工艺学
单体与原料-108-
水水蒸气气 ≺65⁰C馏分 石石脑油 分馏 145～200
⁰C馏分 65～145
⁰C馏分 催化重整 油气分离 液化 石石油气气 制H2 重整 生成油 C5馏分 后加氢 芳烃抽提 苯 混合 芳烃 蒸馏 甲苯 二甲苯 抽余油 预加氢 裂解 分离 H2 烯烃 裂解 汽油 裂解 焦油 燃料气 加氢裂 解汽油 加氢 C2H6
145~245 160~310
C C
高高分子子合成工工艺学
单体与原料-100-
石油化工路线生产单体及原料
乙烯 丙烯 丁烯 丁二烯
分离精制
石脑油
原油
石石油炼制
高高温裂解
裂解气
煤油和柴油 炼厂气
裂解轻油
重整
苯
加氢 催化重整
重整油
芳烃
抽提 甲苯
二甲苯 萘
高高分子子合成工工艺学
单体与原料-101-
3.2.1 石油裂解生产烯烃
H2
高高分子子合成工工艺学
1、 石油裂解原料和产物 石油裂解是将沸点为350℃以下的液态烃，在稀释剂水蒸气存在下， 于750℃～800℃高温热裂解（化）为低级烯烃和二烯烃的过程。 催化裂解：在催化剂铝硅酸盐、钙沸石等作用下高温裂解。 裂解产物： 裂解气（氢、甲烷、乙烷、、乙炔、乙烯、丙烯和C4馏分） 裂解轻油（裂解汽油、燃料油和柴油）
单体与原料-97-
3.2 石油化工路线生产单体及原料 根据所含主要碳氢化合物类 别，原油可分为：
石蜡基石油 环烷基石油 芳香基石油 混合基石油 石油加工可以制得各种油品： 汽油 煤油 柴油 机油 润滑油
原 油
从油田开采出来未经加工的石油称为原油
性质：褐红色至黑色的粘稠液体。比水 轻，不溶于水 主要成分： 碳氢化合物，还存在少量氧、含硫、或 含氮的有机化合物
第二章 生产单体的原料路线
聚合物合成工艺学多媒体课件
1. 煤的干馏 将煤隔绝空气加热，随着温度升高， 将煤隔绝空气加热，随着温度升高，煤中有机物逐 渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出， 渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥 发产物就是焦炭。 发产物就是焦炭。 按加热的温度不同可分为三种： 按加热的温度不同可分为三种： 900-1100℃——高温干馏 ℃ 高温干馏 700-900℃ ——中温干馏 ℃ 中温干馏 500-600℃ ——低温干馏 ℃ 低温干馏
聚合物合成工艺学多媒体课件
1. 纤维素 (1)植物的主要化学成分是天然高分子化合物-纤维素。所有的植 (1)植物的主要化学成分是天然高分子化合物-纤维素。 植物的主要化学成分是天然高分子化合物 物都含有纤维素如稻麦草、高梁秆、玉米秆、棉子壳、 物都含有纤维素如稻麦草、高梁秆、玉米秆、棉子壳、花生 壳、稻壳、棉花秆。以棉花纤维的纤维素含量最高。 稻壳、棉花秆。以棉花纤维的纤维素含量最高。 (2) 纤维素的化学结构式 纤维素的化学结构式—(C6Hl0O5)n，是葡萄糖苷经 ，是葡萄糖苷经β—l,4葡萄 葡萄 糖苷键连接起来的聚合物，聚合度在l000～l0000。 糖苷键连接起来的聚合物，聚合度在 ～ 。
用二甲基甲酰胺DMF萃取精馏丁二烯流程 用二甲基甲酰胺DMF萃取精馏丁二烯流程 DMF
1-第一萃取蒸馏塔，2-第一汽提塔，3-第二萃取蒸馏塔 第一萃取蒸馏塔， 第一汽提塔 第一汽提塔， 第二萃取蒸馏塔 第一萃取蒸馏塔 4-丁二烯回收塔，5-第一精馏塔，6-第二精馏塔 丁二烯回收塔， 第一精馏塔 第一精馏塔， 第二精馏塔 丁二烯回收塔
聚合物合成工艺学多媒体课件
石 脑 油 裂 解 生 产 芳 烃 方 块 流 程 图
混合芳烃收率为石脑油总量30-33％。 混合芳烃收率为石脑油总量30-33％。 30
高分子合成原理与工艺学
第一章绪论5. 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？答：首先要了解材料应用的技术要求，提出聚合物的性能要求，根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构，然后拟定聚合配方及工艺措施，科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系；合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。
答:石油化工路线、煤炭路线、其他原料路线3.如何由石油原料制得芳烃？并写出其中的主要化学反应及工艺过程。
答：用全馏程石脑油（沸点<200°C的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油）于管式炉中，820°C下裂解产生。
5.简述从三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线（可用方程式或图表表示，并注明基本工艺条件）。
答：乙烯～聚乙烯、乙丙橡胶；丙烯～聚丙烯、聚氯丙烯；苯～聚苯乙烯、聚碳酸酯；丁二烯～顺丁橡胶、ABS树脂；甲苯～硝化～二硝基甲苯～二氨基甲苯～甲苯二异氰酸酯+多元醇～聚氨基甲酸酯6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体？（1）石油化工路线：原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。
以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。
裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。
氧氯化法： 4CH2 CH2 + 2Cl 2 + O2 ——4 C2H3Cl + 2H2O（2）煤炭路线：煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭，焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与 H2O 反应得到乙炔。
乙炔合成法：C2H2 + HCl ——C2H3Cl8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能，在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题？答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物。
第二章 生产单体的原料路线
第二章 生产单体的原料路线工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类：(1)加聚型高聚物：α-烯烃聚台物；乙烯基聚合物，二烯烃类聚台物等。
(2)逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。
单体的来源：高分子合成材料广泛应用于各工业部门或作为日常生活用品。
要求原料来源丰富、成本较低。
而原料单体的成本却占很大的比重，所以要求单体的生产路线要简单，而且经济合理。
当前最重要的原料来源路线有：1.石油化工路线2.煤炭路线3.其他路线2.1 石油化工路线原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油。
分为石蜡基石油，环烷基石油，芳香基石油以及混合基石油。
石油分馏产品：石油裂解：在一定条件下，把分子量大, 沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
热裂解 目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象催化裂解目的:提高汽油的质量和产量催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）石油的催化重整支链化:提高汽油质量环化:生产芳烃催化剂：Pt Re石油经裂解、重整分离可以得到烯烃、丁二烯和芳烃、苯、甲苯、二甲苯等。
它们是重要的 基本有机原料，而烯烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。
从这些基本有机原料 可以合成各种单体。
从而得到各种合成树脂与合成橡胶。
2.2煤炭原料路线煤炭是我国能源的主要提供者危害：水---浪费燃料 盐----腐蚀设备 处理：脱水 脱盐 杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类 油田 原油2.3其他原料路线主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。
优点：充分利用自然资源、变废为宝缺点：只能小量生产某些单体；原料不充足、成本较高。
1. 糠醛糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠和棉籽壳等农副产品制得。
稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五碳糖．再经脱水反应生成糠醛。
糠醛和丙酮缩聚可得糠醛-丙酮树脂，糠醛和苯酚缩聚可得糠醛-苯酚树脂，糠醛和糠醇缩聚可得糠醛-糠醇树脂，糠醛加氢得糠醇，后者和甲醛缩聚可得糠醇-甲醛树脂。
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。
(4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
生产单体的原料路线
C8H18+C8H16 C4H10 + C4H8 CH4+C3H6 C2H4+C2H6
石油裂解方式包括热裂解和催化裂解
两种裂解过程
热裂解
目的:提高汽油的产量 缺点：温度过高，发生结焦现象
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ催化裂解
目的:提高汽油的质量和产量 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）
2.1.1石油裂解生产烯烃 －乙烯和丙烯的生产
以丙烯为基础的聚合物
丙烯
乙烯 NH3+O2
聚丙烯 乙丙橡胶 聚丙烯腈 丁腈橡胶 碳纤维 聚丙烯酸 聚丙烯酸酯 酚醛树脂 环氧树脂
氯醇橡胶
聚环氧丙烯醚
以丁二烯为基础的聚合物
丁 二 烯
以 甲 苯 和 二 甲 苯 生 产 聚 合 物
2.2煤炭原料路线
煤 的 开 采
2.2煤炭原料路线
煤炭是我国的主要能源和 聚合物的重要原料来源
煤炭占 59.4~63.2%
煤炭占71% 13.9亿吨
煤炭占71% 16.03亿吨
24.66~32.80亿吨
2002
2003
2020
中国能源生产总量（以标准煤计）
2.2煤炭原料路线
煤气（CO）
高温 煤炭
绝氧
氨气 煤焦油
苯 甲苯 二甲苯 萘 蒽 苯酚 甲酚
焦炭
石灰
电石
以乙炔为基础生产的聚合物
聚氯乙烯
原料为沸点350℃以下的轻柴油
主要化学组分为C16～C18的烃类 在水蒸汽（作为稀释剂）的存在下，在750～820℃裂解。
生产过程包括三大步骤：裂解、分离和精制
产品主要成分包括
乙烯 25-26％ 丙烯 16～18％ C4等 11～12％
聚合物合成工艺学第2章生产单体的原料路线
CH2
CH2
+CH2
CH
CH2
+Cl2+O2
CH2Cl
CH2Cl
CH2
CHCl
+CH3COOH+O2
CH2
CH
OOCCH3
聚乙烯 乙丙橡胶
聚氯乙烯 聚乙酸乙烯酯
聚乙烯醇
+C6H6 AlCl3
C2H5
C6H5 -H2
CH2
维纶树脂
CH
C6H5
聚苯乙烯 ABS树脂 丁苯橡胶
O2
CH2
CH2
O
CH2
OH
CH2
➢ 矿产资源是不可再生的。
2-2 石油化工路线
石油化工路线
原油
石油炼制得
炼厂气和 汽油、石脑油、
煤油、柴油 高温裂解 等馏分
裂解气
分离
乙烯、 丙烯、丁烯、
丁二烯等
液体
加氢后
芳烃
催化重 整
萃取 分离
苯、 甲苯、二甲苯等
芳烃化合物
原油
石油
从油田开采出来未经 加工的石油称为原油
性质： 褐红色 至黑色 的粘稠 液体。 比水轻 不溶于水
不饱和聚酯树脂 聚芳酰胺
于DMF中进入第一汽提塔与溶剂DMF分离。
粗丁二烯气体经压缩液化送入第二萃取蒸
馏塔(塔3)，一部分则回第一萃取蒸馏塔。 在塔 (3)中丁二烯被馏出进入塔 (5)进行第一
次精馏。脱除了甲基乙炔的丁二烯，再进
入塔 (6)进行第二次精馏，塔顶得精丁二烯， 塔底高沸点物为顺丁烯-2，丁二烯-1，2， 乙 剂基DM乙F炔中、含C有5馏一分部等分。丁塔二(烯3)和底乙部烯流基出乙的炔溶， 送入塔 (4)以回收丁二烯。含有乙烯基乙炔 的DMF经精制后回收DMF。
聚合物工艺学第二章_生产单体的原料路线
2002 2003 中国能源生产总量（以标准煤计）
第二章 生产单体的原料路线
高聚物单体合成路线的转变
国际趋势：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目前，我国正处在向石油化工路线转变的过程中……
第二章 生产单体的原料路线
第二章 生产单体的原料路线
第二章 生产单体的原料路线
2.3其他原料路线 主要以农副产品或木材工业副产品为基本原 料，直接用作单体或经化学加工为单体。 优点：充分利用自然资源、变废为宝
第二章 生产单体的原料路线
糠醛树脂具有优良的耐化学腐蚀性，主要用来制造耐酸涂层和耐 酸腻子等。
第二章 生产单体的原料路线
2. 纤维素 [C6(H2O)5]n 植物的主要化学成分是纤维素。棉花纤维的纤维素含量最 高。木材经化学加工脱除胶质和木质素等，得到的纸浆也是较 纯粹的纤维素原料。 一个纤维素大分子中含有三个羟基，其为反应性基团，在 适当的条件下可进行化学转化，形成新的聚合物。
第二章 生产单体的原料路线
制品
高分子化合物 的生产过程
高分子合成材料成型加工 高分子合成工业 基本有机合成工业
石油加工
石油开采
第二章 生产单体的原料路线
工业生产的高聚物按其化学组成可按如下分类：
(1)加聚型高聚物：α -烯烃聚合物；乙烯基聚合物， 二烯烃类聚合物等。
(2)逐步聚合型高聚物：聚酯，聚酰胺；聚醚；聚氨酯 类、有机硅聚合物、酚醛树脂、环氧树脂等。
缺点：只能小量生产某些单体； 原料不充足、成本较高。
第二章 生产单体的原料路线
1. 糠醛
糠醛是从农副产品中提炼的最重要的单体，由稻草、米糠 和棉籽壳等农副产品制得。 稻草、米糠和棉籽壳中所含的五碳多糖经酸性水解生成五 碳糖．再经脱水反应生成糠醛。
高分子合成工艺学
第一章绪论高分子合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、离子交换树脂等材料。
三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经过聚合反应合成高分子化合物，从而为高分子合成材料成型工业提供基本原料。
塑料的原料：是合成树脂和添加剂（包括稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及根据不同用途而加入的防静电剂、防霉剂、紫外线吸收剂等）。
塑料成型方法：注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、模压成型等。
合成橡胶：高弹性体，制造橡胶制品时加入的添加物通常称为配合剂（硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增强剂、填充剂、着色剂等）。
自由基聚合方法：本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合离子聚合及配位聚合实施方法主要有本体聚合、溶液聚合两种方法。
在溶液聚合方法中，如果所得聚合物在反应温度下不溶于反应介质中而称为淤浆聚合。
1、简述高分子化合物的生产过程。
(1)原料准备与精制过程：包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程相设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程：包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存、调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程：包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备。
(4)分离过程：包括未反应单体的回收、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程：包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程：主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
此外三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备。
2、比较连续生产和间歇生产工艺的特点。
间歇聚合：聚合物在聚合反应器中分批生产的，当反应达到要求的转化率时，将聚合物从聚合反应器中卸出。
间歇聚合的特点a.不易实现操作过程的全部自动化，每一批产品的规格难以控制严格一致。
b.反应器单位容积单位时间内的生产能力受到影响，不适于大规模生产。
第二章合成聚合物的原料路线
1，2-丁二烯、2-丁烯、 乙基乙炔、C5馏分等
2.1.5 石油化工路线合成单体及聚合物的路线
由乙烯获得的化工产品
由丙烯获得的化工产品
由丁二烯获得的化工产品
P 34
由甲苯、二甲苯烯获得的化工产品
2.2 煤炭路线及所获得的化工产品 2.2.1 煤的干馏 将煤隔绝空气加热，随着温度升高，煤中有机物逐渐开 始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥发产物就 是焦炭。 按加热的温度不同可分为三种： 900℃ - 1100℃ 700℃ - 900℃ 500℃ - 600 ℃ 高温干馏 中温干馏 低温干馏
脱氧 高温下与氧 气、水反应 羰基化 合成气 甲醇 脱水 氧化 煤 汽、柴、煤油 炭 直接液化 加氢 液态烃 汽、柴、煤油 二甲醚 甲醛 烯烃 醋酸
气化炉
间接液化
现将煤气 化制备合 成气
通过催化将合成 气转化为烃类和 含氧化合物
低碳混合醇、 二甲醚等
2.3 从动、植物获得的原料路线 从自然界动植物获得的原料，能与从石油、煤炭获得的原 料互为补充。 例1 ，天然橡胶，天然纤维，天然蛋白，多糖等直接可 以利用和进一步加工利用的高分子原料； 例 2 ，从动植物得到小分子单体原料，由稻草、米糠等 制得的糠醛。 从天然产物得到的原料是可再生的，绿色环保，还可制备 仿生结构的高分子材料。
由碳、氢两种元素所组成的各种烃类混合物，并含有少量的含氮、
2.1.2 石油裂解生产烯烃 裂解： 将沸点 350℃ 以下的液态烃（< C18），在稀释剂水蒸汽存 在下，于 750 - 800℃ 高温热裂解为低级烯烃、二烯烃的过程。 裂解原料： 沸点 350℃ 以下的液态油品（轻柴油）、裂解副产物乙 烷，C4 馏分、天然气。 裂解产物： 裂解气（包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、 C4 馏分)；裂解轻油（裂解汽油、燃料油和柴油）。 高温裂解生成的产品成分非常复杂！
生产单体的原料路线
② 煤炭路线简述：
煤气、氨 炼焦 煤炭 煤焦油 焦碳 乙烯基单体、有 机化工原料 石灰石高温反应 电石 水 分离 苯、甲苯、苯酚
乙炔
③其他原料路线简述： 农副产品或木材工业副产品为基本原料得到单体
聚合物类型: 单体种类、性质决定聚合物类型 按化学组成分类：
加成聚合型高聚物
a 、-烯烃聚合物：PE、PP、PB、乙丙橡胶
①石油化工路线简述：(石化企业)
基本流程：
地下原油
石油炼制/常压蒸馏 汽油、石脑油、煤油、 柴油、炼厂气 高温裂解750-800℃ 精制/分离
裂解气
乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯 芳烃 萃取/分离
液体
加氢/催化重整
苯、甲苯、二甲苯
主要设备： 裂解炉、催化裂解塔、蒸馏塔、精制 分馏塔、热交换器、循环水装置、排 空装置
第一篇 聚合方法与工艺过程
第二章 生产单体的原料路线
本章主要内容：
2.1
2.2
石油化工原料路线
煤炭与其他原料路线
重点：石油化工原料路线
难点：无
2.0 前言
单体及来源: 合成聚合物的原料： 脂肪族化合物（主）、芳香族化 合物 主要来源：地下（石油、天然气、煤炭) 开采方式：石油化工路线（主）、煤炭路线、其他 原料路线
D、以石油制成的基本有机原料为基础合成单体、聚 合物的路线 石油经热裂解分离可以得到烯烃、丁二烯和芳烃、苯、 甲苯、二甲苯等。它们是重要的基本有机原料，而烯 烃中的乙烯、丙烯和丁二烯，则又是重要的单体。
2.2 煤炭及其他原料路线和中国资源情况展望
A、煤炭原料路线
煤炭在高温和隔绝空气下干馏则产生煤气、氨、 煤焦油和焦炭。石油化工工业末发展以前，有机化 工原料主要来自煤焦油和焦炭。 煤焦油：经分离可以 得到苯、甲苯、二甲苯、萘、 蒽等劳烃和苯酚、甲苯酚等。它们都是重要的有机 化工原料和单体的生 产原料。
《聚合物合成工艺学》复习知识点及思考题
《聚合物合成工艺学》各章重点第一章绪论1．高分子化合物的生产过程及通常组合形式原料准备与精致，催化剂配置，聚合反应过程，分离过程，聚合物后处理过程，回收过程2．聚合反应釜的排热方式有哪些夹套冷却，夹套附加内冷管冷却，内冷管冷却，反应物料釜外循环冷却，回流冷凝器冷却，反应物料部分闪蒸，反应介质部分预冷。
3. 聚合反应设备1、选用原则：聚合反应器的操作特性、聚合反应及聚合过程的特性、聚合反应器操作特性对聚合物结构和性能的影响、经济效应。
2、搅拌的功能要求及作用功能要求：混合、搅动、悬浮、分散作用：1）推动流体流动，混匀物料；2）产生剪切力，分散物料，并使之悬浮；3）增加流体的湍动，以提高传热效率；4）加速物料的分散和合并，增大物质的传递效率；5）高粘体系，可以更新表面，使低分子蒸出。
第二章聚合物单体的原料路线1．生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）石油化工路线，煤炭路线，其他原料路线（主要以农副产品或木材工业副产品为基本原料）2．石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？并由乙烯单体可以得到哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）得到单体和原料：乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯。
得到聚合物：聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、维纶树脂、聚苯乙烯、ABS树脂、丁苯橡胶、聚氧化乙烯、涤纶树脂。
3. 合成聚合物及单体工艺路线第三章自由基聚合生产工艺§ 3-1自由基聚合工艺基础1．自由基聚合实施方法及选择本体聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合。
聚合方法的选择只要取决于根据产品用途所要求的产品形态和产品成本。
2．引发剂及选择方法，调节分子量方法种类：过氧化物类、偶氮化合物，氧化还原体系。
选择方法：（1）根据聚合操作方式和反应温度条件，选择适当分解速度的引发剂。
（2）根据引发剂分解速度随温度的不同而变化，故根据反应温度选择适引发剂。
（3）根据分解速率常数选择引发剂。
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石油化工路线：是最重要的单体合成路线。 原油经蒸馏分出石脑油、煤油、柴油等馏分和炼厂气， 用各馏分作原料进行高温裂解，得到的裂解气经分离得 到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。产生的液体经加氢催 化重整转化为芳烃，萃取分离后可得苯、甲苯、二甲苯 等芳烃化合物。 备注：原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体 产出，总称为炼厂气；其组成因炼油厂产气装置不同而 异，主要有氢、甲烷、C2馏分（乙烷和乙烯）、C3馏分 （丙烷和丙烯）、C4馏分（各种丁烷和丁烯）等。
• Equistar在德州Channelview175 万吨/年的乙烯装置 • 陶氏化学位于荷兰Temeuzen的175万吨/年的装置 • 延布石化公司位于沙特延布的160 万吨/年装置 • 陶氏化学位于德州Freeport的154 万吨/年装置
• 台塑位于德州Point Comfort的153 万吨/年装置
含蜡油等馏分。不能蒸出的部分称作渣油。
2.1.1
石油裂解生产烯烃
乙烯工业是石油化工的龙头，它在石化工业乃至国民经 济发展中占有重要的地位。截至2000年底，世界乙烯的 生产能力已达10059.5万t/a。 我国目前最大的乙烯生产厂家是上海赛科，生产能力 109万吨/年。即将建成的独山子乙烯生产能力将达120 万吨/年。
30.92
2000
469.77
1504.91
5.54
61.52
16.07
11.90
31.22
裂解装置
裂解装置是复杂的大型化工装置：
包括裂解炉、为充分利用能量并回收能量而设的急 冷锅炉、制冷装置－冷箱、用于气体物料压缩和冷 冻系统压缩的一系列压缩机、分离各种产品和副产 品的蒸馏塔、热交换器、油水分离装置、气体干燥、 脱酸性气体、炔烃氢化装置。
第二章 生产单体的原料路线
• 合成高聚物的原料又叫单体，多数为脂肪族化合物， 少数是芳香族化合物（特种高分子的主要原料）。
乙烯 丙烯 丁二烯
三烯
最主要的 单体原料
三苯
苯 甲苯 二甲苯
• 合成高聚物材料目前最重要的单体来源路线
3个：
单体来源路线
。 石油化工路线
煤炭路线
农副产品和 木材工业副 产品路线
美 原 料 石脑 油 乙 烷 丙 烷 丁 烷 轻柴 油 其 它 1997 13.5 50.7 19.7 4.4 国 2005 18.3 45.0 21.7 3.8 西 1997 72.7 5.5 3.9 6.3 欧 2005 73.2 5.3 3.5 6.3 拉 1997 48.2 46.1 4.9 0.4 美 2005 52.3 44.0 3.1 0.3 亚 1997 77.9 6.9 0.7 —— 太 2005 81.1 8.8 0.8 ——
• 壳牌化学位于路易斯安那州Norco的150 万吨/年装置。
石油裂解生产烯烃所用原料，主要是液态油品和裂解副 产物乙烷、C4馏分等。天然气、特别是含C2以上组分较 多的湿天然气，也可作为裂解原料。裂解原料以轻组分 油品，如轻烃、石脑油为好，裂解乙烯产率高、能耗低。
世界各地区乙烯原料构成（%）
1996
303.67
1026.00
47.01
38.56
7.46
29.60
1997
358.46
1189.41
5.79
48.62
33.93
9.96
30.14
1998
377.24
10.22
10.87
30.60
1999
435.08
1406.89
6.27
58.16
19.17
8.81
煤炭路线
煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。 由煤焦油经分离可得苯、甲苯、苯酚、沥青 等。焦炭与石灰石在电炉中高温反应得到电 石，电石与水反应生成乙炔，由乙炔可合成 一系列乙烯基单体或其它有机化工原料。
其它原料路线
主要是农副产品或木材工业副产品为原料， 直接用作单体或经化学加工成单体。原料来 源不充足，成本高。
7.8
3.9
7.2
4.0
9.6
2.0
9.7
2.0
——
0.4
——
0.3
11.7
2.8
6.6
2.7
我 国
年份 乙烯产量 (万t) 原料总量 (万t) 1992 200.34 694.30
乙 烯 原 料 构 成
原 轻烃 (%) 10.0 0 6.94 石脑油 (%) 35.70 料 构 轻柴油 (%) 52.70 成 加氢尾油 (%) 1.60 乙烯 (t/t ) 3.46 6 3.37 9 3.31 8 3.26 7 3.23 4 3.20 4 收率 (%) 28.85
• 石油是目前自然界最丰富的有机原料，从油田开
采出来未经加工的石油称为原油。
• 原油经加工，主要是常压蒸馏（300～400℃以下）
分出石油气（C1～C4组分）、石油醚（C5～C6）、
石脑油（C7～C11）、煤油（C10～C18）、柴油
（C16～C18）等馏分。
• 高沸点部分再经减压蒸馏得到柴油、变压器油、
当今世界十大乙烯装置 • 诺瓦化学（Nova）在加拿大阿尔伯特省Joffre的乙烯联 合装置281.2 万吨/年 • 阿拉伯石化公司位于沙特Jubail乙烯装置225 万吨/年 • 埃克森美孚位于德州Baytown的乙烯装置215 万吨/年
• ChevronPhillips位于德州Sweeny的190 万吨/年装置
• 我国有机原料路线已逐步从以煤焦、农副产品为主 向以石油(包括天然气)为主转变，按产量计算已接
近60--65%。
• 但是，目前我国乙烯法PVC树脂的生产能力仅占35%
左右；电石乙炔法醋酸乙烯约占50%；氯丁橡胶全部
采用电石乙炔路线。而上述产品在国外已基本被石
油化工路线取代。
2.1
石油化工原料路线
裂解过程：沸点350℃以下的液态烃，在稀释剂水蒸汽存 在下，于750～820℃甚至达1000℃以上高温热裂化为低 级烯烃、二烯烃的过程。用水蒸气稀释的目的在于减少烃 类的分压、抑制副反应并减轻结焦速度。
精制过程：高温裂解产物是多组分的低级烯烃与烷烃的 混合物，还有少量酸性气体（CO2 、H2S等）及炔类杂质。 须进行精制，脱除酸气、炔烃和水。采用碱洗裂解气（脱 酸）、炔烃加氢、干燥脱水。 分离过程：深冷分离（是利用裂解气中各种烃的相对挥 发度不同，在低温下把氢气以外的烃类都冷凝下来,然后 在精馏塔内进行多组分精馏分离）