基本有机化工工艺学整理

基本有机化工工艺学

Ch1.化工工艺学

1化工工艺学？

研究如何将原料转化为产物的一门学科

2 工艺？

由原料生成产物的过程

3 天然气？

以甲烷为主要气体的燃气

4 .天然气的利用主要有三条途径?

转化氧化裂解

5 石油加工的主要途径?

蒸馏、催化裂解、加氢精制、焦化、催化重整、脱蜡、溶剂抽提

6 炼厂气

炼油厂所有产物的气体统称

7 辛烷值

正庚烷的辛烷值为零，异庚烷的辛烷值为100，指异庚烷所占的百分比

8 有机化工的主要原料

三烯（乙烯、丙烯、丁二烯），三苯（苯、甲苯、二甲苯），一萘（萘），一炔（乙炔）

Ch2.烃类热裂解

1烃类热裂解与催化裂解的区别

有无催化剂，温度高低，原料的选择面

2热裂解的主要反应

断裂和脱氢，环烷化和芳构化，异构化，聚合和缩合

3裂解深度的几种表示方法

转化率，出口温度，乙烯收率，动力学深度函数

4温度、时间、压力的影响

温度—停留时间效应

(1).裂解温度与停留时间是相互依赖，相互制约的。没有高温，停留时间无论怎样变化都不能提高乙烯的收率。同样，如果没有适当的停留时间，温度再高也不能有好的收率。(2).缩短停留时间，便可以允许提高温度。

压力

(1).从压力平衡分析

从热力学分析，烃类裂解（一次反应）是分子增多的反应，而二次反应是分子减少的反应，降压有利。

(2).从动力学分析

一是减压操作

二是采用惰性气体作稀释剂，降低分压

(3).稀释剂的降压作用

要求：具有稳定性→（热稳定、化学稳定），要易分离

5水蒸气作稀释剂的优点

易得、热容大；易分离；清焦作用

6 SRT型炉的演变过程

反应初期要解决传热问题，采用多股小管径增加传热面积；反应后期多股变成一股，采用粗管径堵塞的可能，使物料在炉内流动先慢后快，停留时间先长后短。

7如何判别清焦

进口压力是否增加；乙烯含量是否增加；炉管上光亮点的大小

8间接急冷工业解决结焦的方法．能量回收的途径

方法：控制停留时间；控制出口温度高于裂解气的入口温度

途径：高温裂解气；热油；烟道气

9酸性气体的脱除

酸性气体指CO2、H2S及少量有机硫化物。

危害：1）腐蚀管路与设备

2）影响催化剂的寿命

3）堵塞管路——干冰

10脱水、分子筛吸附规律、再生步骤

脱水方法：冷冻法；固体干燥法

要求：a.干燥度要高b.生产能力大，吸附量大c.能重复使用d.强度和稳定性分子筛吸附规律: 吸附小于其孔径的分子。

极性吸附剂。它对极性分子有较大的亲和力。

分子的不饱和度越大，越容易被吸附。

沸点越低，越不易被吸附。

再生步骤:a.放油——防止气化→要带压放油

b.增湿——用水替代烃类

c.逆流加热——确保干燥度

11油吸收与深冷的区别

深冷分离的原理：利用裂解气中各组分的相对挥发度不同，在低温下将裂解气中除了甲烷和氢以外的其它组分全部地冷凝下来。然后再用精馏的方法将各组分逐一分开。

油吸收分离的原理：利用溶剂对裂解气中各组分的不同吸收能力，将裂解气中除了甲烷和氢以外的其它组分全部吸收下来。然后再用精馏的方法将各组分逐一分开。

区别：脱甲烷和氢气的形式不同

12 脱甲烷过程

两个重要指标：

1．甲烷对乙烯的相对挥发度α α↗分离易

2．尾气中的乙烯含量含量↗收率↘

13乙烯精馏

1．侧线采出2. 中间再沸

Ch3.芳烃转化

1．芳烃转化

(1)cat能提供质子（H+），而质子只有一个正电荷，所以转移速度很快，容易接近其它极性分子中带负电的一端，形成化学键，同时因质子半径小，呈现很强的电场强度，极化接近它的分子，形成新键。

(2)另一方面芳烃转化反应中的反应物是芳烃，也有烯烃。它们是对质子具有一定亲和力的弱碱。因此能与催化剂提供的质子亲和形成正烃离子。

2．结构对形成正烃离子的影响

对于芳烃决定于取代基，取代基增加则。。。增加；对于烯烃取决于碳的多少，碳增加，什么都增加。

3．反应类型

异构化；歧化与烷基转移；烷基化和脱烷基化

4．混合氧化物cat

无机酸H2SO4、HCl、H3PO4 质子酸腐蚀性强

酸性卤化物AlCl3 通式HX-MXn

固体酸

5．烷基化的方法及机理

方法：气液相烷基化法；气固相法；低浓度乙烯气固相法

机理：AlCl3为主cat，HCl为助cat

6．反应器的选择

气—液相反应；有AlCl3和HCl存在；反应易达平衡，受返混影响不大；乙烯溶解及反应均为放热反应；络合物长期使用，易树脂化造成堵塞

Ch4.加氢

1.脱氢反应的反应类型

环烷烃的脱氢；芳香烃的脱氢或脱氢缩合；链烃的脱氢；直链烃的脱氢环化或芳构化；醇类的脱氢

2.乙苯脱氢制苯乙烯

主反应：

副反应：

3.影响因素

1）温度脱氢是吸热反应T ↗ X ↗ 有利

2）压力脱氢反应是分子增多的反应P↘ Kx↗ x↗ 有利

3）cat a.铁系 b.镍系 c.铬系

4.反应器结构

等温式列管反应器

优点：反应器轴向温度分布均匀，易于控制，不需要过热蒸汽，蒸汽耗量少，能量消耗少。缺点：需要特殊合金钢，结构复杂，检修不方便。

绝热式列管反应器

优点：结构简单，反应空间利用率高，不需耐热金属材料，检修方便，基建投资少。

缺点：温度波动大，操作不平稳，消耗大量的高温蒸汽。