化工原料及其初步加工
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一、天然气的组成和分类 1、主要成分：甲烷（CH4）， 2、天然气的分类：从组成和性质上分为干气和湿气。
干气——主要成分为CH4，其次是C2H6，C3H8， C4H10，将它稍加压缩不会有液体产生。 湿气——除含CH4和C2H6低碳烷烃外，还含有少量轻 汽油，对它稍加压缩就有汽油析出来。
二、天然气的加工利用 目前天然气主要用于制：合成氨、合成甲醇、羰
催化剂：钴或铑的羰基络合物如主要采用八羰基二 钴【Co2(CO)8】
§2.3 石油
一、石油的性质、组成和分类 原油是一种有气味的粘稠液体，其色泽一般是
黄到黑褐色或青色，相以密度为0.75~1.0，热值 43.5-46MJ/kg，是多种烃类（烷烃、环烷烃和芳烃 等）的复杂混合物，并含有少量的硫、氧和氮的有 机化合物，平均碳含量为85%~87%，平均氢含量 11%~14%，O、S、N含量合计为1%。
工业上也常按原油的化学组成来分类，可分为: 石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油三类。
二、原油的预处理
原油由于储存条件、开采工艺等原因，开采出的 原油不仅含有泥沙、铁锈等固体杂质，而且还含有大 量的水份（含有钠、钙、镁等盐类物质），形成油包 水型乳化液。
水的危害：增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷。 盐的危害：腐蚀设备，堵塞管路，影响油品的二次加工。
3、加氢裂化 加氢裂化是催化裂化技术的改进，是在加氢条件下
进行的催化裂化反应，可抑制催化裂化时发生的脱氢缩 合反应，避免焦炭的生成。
催化剂选择：具有双功能的催化剂（加氢活性和裂化活性）
常用催化剂：非贵金属（Ni、Mo和W）和贵金属（Pd、 Pt）氧化物和氧化硅－氧化铝或沸石分子筛组成的双功能 催化剂，金属或金属氧化物提供加氢活性，氧化硅－氧 化铝或沸石分子筛提供裂化活性。
基合成、低碳炔烃和烯烃、甲烷的各种衍生物。
1、天然气制合成氨 合成氨的合成气要求：H2/N2＝3、CH4％ < 0.3% 工艺选择：烃类蒸气催化转化
2、天然气制合成甲醇
CO 2H2 CH3OH CO2 3H2 CH3OH H2O
合成气组成：H2和CO
合成甲醇中催化剂的选择： 锌、铬催化剂：压力30MPa、反应温度350－420℃ 铜基催化剂：压力5-10MPa、反应温度230－290℃ 3、天然气用于羰基合成（氢甲酰化反应） 羰基合成：一氧化碳和氢与烯烃在催化剂的存在 和压力下生成比原来所用烯烃多一个碳原子的脂 肪醛的过程
广泛采用加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方 法。即所谓的电脱盐脱水。
预处理目标：盐的含量小于3mg/L，水的含量小于0.2%
二级电脱盐原理流程图
原油自油罐抽出、与破乳剂、洗涤水按比例混合 后经预热送入一级电脱盐罐进行第一次脱盐、脱水。 在电脱盐罐内，在破乳剂和高压电场的共同作用下， 乳化液被破坏，小水滴聚结生成大水滴，通过沉降分 离，排出污水。一级电脱盐的脱盐效率为90~95%。经 一级脱盐后的原油再与破乳剂及洗涤水混合后送入二 级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。二级电脱盐污水 含水量盐量不高，可将它回流到一级混合阀前，这样 既节省用水又减少含盐污水的排出量。
第2章 化工原料及其初步加工
原料是化工产品生产的物质基础，是化学反应的 参与物，原料不仅直接影响了产品的性能、成本，而 且直接影响到工艺过程和工艺条件，影响到人力和财 力的投入，也影响到物质消耗和能量消耗。
§2.1 化学矿物
一、化学矿物种类
我国矿产资源丰富，已探明储量的有20多个矿种。如硫 铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、 蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝 石、镁盐、沸石盐、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石 等，其中硫铁矿、重晶石、芒硝及磷矿储量居世界前列，稀 土矿居世界首位。
电脱盐罐注水的目的：溶解原油中的结晶盐；同时 减弱乳化剂的作用，有利于水滴的聚集
三、原油的常减压蒸馏
石油经预热至200~240℃后，入初馏塔。轻汽油和 水蒸气由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水 和未凝气体，得轻汽油（即石脑油），未凝气体称为 “原油拔顶气”，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。 初馏塔底油料，经加热炉加热至360~370℃后，进入常 压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油， 并冠以“直馏”，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。 将常压塔釜重油在加热炉中加热至380~400℃后，进入 减压蒸馏塔。减压塔侧线和常压塔三、四线油，总称为 “常减压馏分油”——用作炼油厂的催化裂化等装置的 原料。
1、热ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化
热裂化分类：高压热裂化（2.0-7.0MPa,450-550℃） 低压裂化（0.1-0.5MPa,550-770℃ ） 缺点：热裂化汽油辛烷值仍较低，而且安定性不好。
2、催化裂化
目的：增加汽油的产量，我国汽油产量中70％都是催化 裂化汽油。 催化剂：硅酸铝、Y型分子筛、ZSM-5 型沸石和稀土改 性的Y（或X）型分子筛。 反应器：固定床、移动床和流化床
二、磷矿、硫铁矿和硼矿资源
1、资源特点 ➢资源比较丰富，但分布不均衡 ➢高品位矿储量比较少 ➢选矿比较为困难，利用较为复杂
2、主要利用方式 磷矿：85％用于制造磷肥。生产工艺：酸法磷肥和
热法磷肥。 硫铁矿：主要用于生产硫酸，但已逐渐被其它工艺
取代。 硼矿：用于生产硼酸、硼砂、单质硼和硼酸盐。
§2.2 天然气
反应器类型：固定床、沸腾床和悬浮床（浆态床）。
固定床工艺流程： ➢一段加氢裂化流程 两段流程由于对原料油要求不高， ➢两段加氢裂化流程 航空煤油收率高，而且能生产汽 ➢串联加氢裂化流程 油，因此被 认为是最好的工艺。
原油的常减压蒸馏流程
评价汽油质量的指标：馏分组分、安定性和辛烷值
提高汽油辛烷值的办法： ➢添加四醋酸铅 ➢用催化裂化、催化重整方法调整汽油中烃类的组成 ➢添加高辛烷值组分如甲基叔丁基醚、异构化油等
四、原油的二次加工
二次加工：把重质馏分及渣油的化学结构进行破坏，使之 生成汽油、煤油、柴油和气体等轻质油品的过程。 二次加工的必要性：采用常减压蒸馏得到的轻质油仅 有10%-40%,而国民经济的发展需要大量的轻质油，轻 质油：重质油：润滑油产率比为20:6:1。 二次加工方法：热裂化、催化裂化、加氢裂化和催化重整
干气——主要成分为CH4，其次是C2H6，C3H8， C4H10，将它稍加压缩不会有液体产生。 湿气——除含CH4和C2H6低碳烷烃外，还含有少量轻 汽油，对它稍加压缩就有汽油析出来。
二、天然气的加工利用 目前天然气主要用于制：合成氨、合成甲醇、羰
催化剂：钴或铑的羰基络合物如主要采用八羰基二 钴【Co2(CO)8】
§2.3 石油
一、石油的性质、组成和分类 原油是一种有气味的粘稠液体，其色泽一般是
黄到黑褐色或青色，相以密度为0.75~1.0，热值 43.5-46MJ/kg，是多种烃类（烷烃、环烷烃和芳烃 等）的复杂混合物，并含有少量的硫、氧和氮的有 机化合物，平均碳含量为85%~87%，平均氢含量 11%~14%，O、S、N含量合计为1%。
工业上也常按原油的化学组成来分类，可分为: 石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油三类。
二、原油的预处理
原油由于储存条件、开采工艺等原因，开采出的 原油不仅含有泥沙、铁锈等固体杂质，而且还含有大 量的水份（含有钠、钙、镁等盐类物质），形成油包 水型乳化液。
水的危害：增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷。 盐的危害：腐蚀设备，堵塞管路，影响油品的二次加工。
3、加氢裂化 加氢裂化是催化裂化技术的改进，是在加氢条件下
进行的催化裂化反应，可抑制催化裂化时发生的脱氢缩 合反应，避免焦炭的生成。
催化剂选择：具有双功能的催化剂（加氢活性和裂化活性）
常用催化剂：非贵金属（Ni、Mo和W）和贵金属（Pd、 Pt）氧化物和氧化硅－氧化铝或沸石分子筛组成的双功能 催化剂，金属或金属氧化物提供加氢活性，氧化硅－氧 化铝或沸石分子筛提供裂化活性。
基合成、低碳炔烃和烯烃、甲烷的各种衍生物。
1、天然气制合成氨 合成氨的合成气要求：H2/N2＝3、CH4％ < 0.3% 工艺选择：烃类蒸气催化转化
2、天然气制合成甲醇
CO 2H2 CH3OH CO2 3H2 CH3OH H2O
合成气组成：H2和CO
合成甲醇中催化剂的选择： 锌、铬催化剂：压力30MPa、反应温度350－420℃ 铜基催化剂：压力5-10MPa、反应温度230－290℃ 3、天然气用于羰基合成（氢甲酰化反应） 羰基合成：一氧化碳和氢与烯烃在催化剂的存在 和压力下生成比原来所用烯烃多一个碳原子的脂 肪醛的过程
广泛采用加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方 法。即所谓的电脱盐脱水。
预处理目标：盐的含量小于3mg/L，水的含量小于0.2%
二级电脱盐原理流程图
原油自油罐抽出、与破乳剂、洗涤水按比例混合 后经预热送入一级电脱盐罐进行第一次脱盐、脱水。 在电脱盐罐内，在破乳剂和高压电场的共同作用下， 乳化液被破坏，小水滴聚结生成大水滴，通过沉降分 离，排出污水。一级电脱盐的脱盐效率为90~95%。经 一级脱盐后的原油再与破乳剂及洗涤水混合后送入二 级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。二级电脱盐污水 含水量盐量不高，可将它回流到一级混合阀前，这样 既节省用水又减少含盐污水的排出量。
第2章 化工原料及其初步加工
原料是化工产品生产的物质基础，是化学反应的 参与物，原料不仅直接影响了产品的性能、成本，而 且直接影响到工艺过程和工艺条件，影响到人力和财 力的投入，也影响到物质消耗和能量消耗。
§2.1 化学矿物
一、化学矿物种类
我国矿产资源丰富，已探明储量的有20多个矿种。如硫 铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、 蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝 石、镁盐、沸石盐、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石 等，其中硫铁矿、重晶石、芒硝及磷矿储量居世界前列，稀 土矿居世界首位。
电脱盐罐注水的目的：溶解原油中的结晶盐；同时 减弱乳化剂的作用，有利于水滴的聚集
三、原油的常减压蒸馏
石油经预热至200~240℃后，入初馏塔。轻汽油和 水蒸气由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水 和未凝气体，得轻汽油（即石脑油），未凝气体称为 “原油拔顶气”，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。 初馏塔底油料，经加热炉加热至360~370℃后，进入常 压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油， 并冠以“直馏”，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。 将常压塔釜重油在加热炉中加热至380~400℃后，进入 减压蒸馏塔。减压塔侧线和常压塔三、四线油，总称为 “常减压馏分油”——用作炼油厂的催化裂化等装置的 原料。
1、热ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化
热裂化分类：高压热裂化（2.0-7.0MPa,450-550℃） 低压裂化（0.1-0.5MPa,550-770℃ ） 缺点：热裂化汽油辛烷值仍较低，而且安定性不好。
2、催化裂化
目的：增加汽油的产量，我国汽油产量中70％都是催化 裂化汽油。 催化剂：硅酸铝、Y型分子筛、ZSM-5 型沸石和稀土改 性的Y（或X）型分子筛。 反应器：固定床、移动床和流化床
二、磷矿、硫铁矿和硼矿资源
1、资源特点 ➢资源比较丰富，但分布不均衡 ➢高品位矿储量比较少 ➢选矿比较为困难，利用较为复杂
2、主要利用方式 磷矿：85％用于制造磷肥。生产工艺：酸法磷肥和
热法磷肥。 硫铁矿：主要用于生产硫酸，但已逐渐被其它工艺
取代。 硼矿：用于生产硼酸、硼砂、单质硼和硼酸盐。
§2.2 天然气
反应器类型：固定床、沸腾床和悬浮床（浆态床）。
固定床工艺流程： ➢一段加氢裂化流程 两段流程由于对原料油要求不高， ➢两段加氢裂化流程 航空煤油收率高，而且能生产汽 ➢串联加氢裂化流程 油，因此被 认为是最好的工艺。
原油的常减压蒸馏流程
评价汽油质量的指标：馏分组分、安定性和辛烷值
提高汽油辛烷值的办法： ➢添加四醋酸铅 ➢用催化裂化、催化重整方法调整汽油中烃类的组成 ➢添加高辛烷值组分如甲基叔丁基醚、异构化油等
四、原油的二次加工
二次加工：把重质馏分及渣油的化学结构进行破坏，使之 生成汽油、煤油、柴油和气体等轻质油品的过程。 二次加工的必要性：采用常减压蒸馏得到的轻质油仅 有10%-40%,而国民经济的发展需要大量的轻质油，轻 质油：重质油：润滑油产率比为20:6:1。 二次加工方法：热裂化、催化裂化、加氢裂化和催化重整