精细化工的原料资源及利用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 精细化工的原料资源及利用
第一节 无机化学矿 一、概况： 无机化学矿作用：
主要用于生产无机化合物和冶炼金属。 矿物初步加工的主要方法：
分级、粉碎、团固和烧结、精选、脱水和除尘 等，应根据使用部门对原料的要求来选用其中部分 或全部方法。
二、磷矿和硫铁矿的加工利用 1.多数磷矿为氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]。 磷矿用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐等。 生产磷肥的方法有两大类： (1)酸法(又称湿法) 用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。 硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主反应式为
第四节 再生资源的利用
一、生物质 1、定义：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有
机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排 泄与代谢物等。 2、利用 1）淀粉 2）纤维素 3）木质素 4）半纤维素 5）油脂 6）废弃物 7）其他
二、天然气 1、主要成分：甲烷 干气：甲烷含量高于90％的天然气； 湿气：C2～C4含量在15％～20％或以上的天然气； 2、分布：气田，油田伴生气
煤层气 可燃冰： 1立方米可释放164立方米的天然气 3、加工利用 1）制氢气和合成氨 2）天然气热源自文库解制化工产品 3）天然气直接催化转化成化工产品 4）经合成气催化转化制燃料和化工产品 5）甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品 7）湿性天然气中C2～C4烷烃的利用
苯，甲苯，二甲苯等。 3）三次加工：三大合成与基本有机原料的生产。 4）四次加工：材料工业（如薄膜、管子、装饰材料、建材、无纺
布、人造革、发泡材料等）与精细化学品。
50亿美元石油原料， 产出脂肪烃、芳烃等 初级化学品仅为100亿 美元；二次加工成烯 烃、乙二醇、对苯二 甲酸和苯胺等有机中 间体，则可产出200亿 美元；若再进一步加 工成塑料、纤维和橡 胶等三大合成材料， 其产出将上升到400亿 美元；最后制成农药 配剂、医药品、纺织 品、印刷品以及汽车 材料等精细化工产品， 其总产出可达5300亿 美元，高出初级制品 53倍，为投入的100多 倍。
与以合成气为原料有关的化学合成称为“一碳化学”。 甲醇——C1化学的支柱。
未来乙烯的来源
第三节 石油和天然气
一、石油 90％左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯(乙烯、丙烯、
丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘，还有甲醇。 1、石油加工： 催化重整：苯、甲苯、二甲苯 热裂解：乙烯、丙烯、丁二烯 催化裂化：多烷基苯、烷基萘 临氢脱烷基化：苯、萘 2、石油化工 1）一次加工：即炼油。主要目的是生产各类油品和石化原料。 2）二次加工：即蒸汽裂解和芳烃生产，生产乙烯、丙烯、丁二烯、
第二节 煤与合成气
一、煤 由碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量无机矿物组成。
泥煤（含碳60％～70％） 褐煤（含碳70％～80％） 烟煤（含碳80％-90％） 无烟煤（含碳高达90％～93％）
其中氢和氧元素的含量顺序是：泥煤>褐煤>烟煤>无烟煤。 二、煤化工 1、煤气化：煤或煤焦，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温
条件下通过化学反应将其中的可燃部分转化为气体燃料的过程。 2、煤液化：固体煤炭通过化学加工过程，转化成为液体燃料、化工原料和
产品的先进洁净煤技术。
3、煤焦化：隔绝空气条件下，加热到950℃左右，高温干馏生产焦炭，同
时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
4、电石乙炔： 5、合成气：合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。
Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O——3H3PO4+5CaSO4.nH2O+HF 通过萃取和分离得到磷酸，再用氨中和磷酸制得磷酸铵， 或将磷酸再与磷矿反应制得水溶性的[Ca(H2PO4)2·H2O]。 (2)热法 利用高温分解磷矿石，进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。 产品：磷酸盐、元素磷、五氧化二磷和磷酸。 缺点：生产要消耗较多的电能和热能。
2.硫铁矿包括黄铁矿(立方晶系FeS2)、白铁矿(斜方品系FeS2) 和磁硫铁矿(FenSn+1)，其中主要是黄铁矿。
硫铁矿用途：生产含硫的物质，制硫酸，世界上硫酸总产量 的一半以上用于生产磷肥和氮肥。
硫铁矿 空气
粉碎
沸腾炉焙烧
SO2催化氧化 水
SO3吸收 浓硫酸
有机化工原料：有机可燃矿产资源和天然生物有机质。 三个阶段： （1）农林化工阶段 （2）煤化工的兴起与发展阶段 （3）石油化工的诞生与发展阶段
第一节 无机化学矿 一、概况： 无机化学矿作用：
主要用于生产无机化合物和冶炼金属。 矿物初步加工的主要方法：
分级、粉碎、团固和烧结、精选、脱水和除尘 等，应根据使用部门对原料的要求来选用其中部分 或全部方法。
二、磷矿和硫铁矿的加工利用 1.多数磷矿为氟磷灰石[Ca5F(PO4)3]。 磷矿用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐等。 生产磷肥的方法有两大类： (1)酸法(又称湿法) 用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。 硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主反应式为
第四节 再生资源的利用
一、生物质 1、定义：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有
机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排 泄与代谢物等。 2、利用 1）淀粉 2）纤维素 3）木质素 4）半纤维素 5）油脂 6）废弃物 7）其他
二、天然气 1、主要成分：甲烷 干气：甲烷含量高于90％的天然气； 湿气：C2～C4含量在15％～20％或以上的天然气； 2、分布：气田，油田伴生气
煤层气 可燃冰： 1立方米可释放164立方米的天然气 3、加工利用 1）制氢气和合成氨 2）天然气热源自文库解制化工产品 3）天然气直接催化转化成化工产品 4）经合成气催化转化制燃料和化工产品 5）甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品 7）湿性天然气中C2～C4烷烃的利用
苯，甲苯，二甲苯等。 3）三次加工：三大合成与基本有机原料的生产。 4）四次加工：材料工业（如薄膜、管子、装饰材料、建材、无纺
布、人造革、发泡材料等）与精细化学品。
50亿美元石油原料， 产出脂肪烃、芳烃等 初级化学品仅为100亿 美元；二次加工成烯 烃、乙二醇、对苯二 甲酸和苯胺等有机中 间体，则可产出200亿 美元；若再进一步加 工成塑料、纤维和橡 胶等三大合成材料， 其产出将上升到400亿 美元；最后制成农药 配剂、医药品、纺织 品、印刷品以及汽车 材料等精细化工产品， 其总产出可达5300亿 美元，高出初级制品 53倍，为投入的100多 倍。
与以合成气为原料有关的化学合成称为“一碳化学”。 甲醇——C1化学的支柱。
未来乙烯的来源
第三节 石油和天然气
一、石油 90％左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯(乙烯、丙烯、
丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘，还有甲醇。 1、石油加工： 催化重整：苯、甲苯、二甲苯 热裂解：乙烯、丙烯、丁二烯 催化裂化：多烷基苯、烷基萘 临氢脱烷基化：苯、萘 2、石油化工 1）一次加工：即炼油。主要目的是生产各类油品和石化原料。 2）二次加工：即蒸汽裂解和芳烃生产，生产乙烯、丙烯、丁二烯、
第二节 煤与合成气
一、煤 由碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量无机矿物组成。
泥煤（含碳60％～70％） 褐煤（含碳70％～80％） 烟煤（含碳80％-90％） 无烟煤（含碳高达90％～93％）
其中氢和氧元素的含量顺序是：泥煤>褐煤>烟煤>无烟煤。 二、煤化工 1、煤气化：煤或煤焦，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温
条件下通过化学反应将其中的可燃部分转化为气体燃料的过程。 2、煤液化：固体煤炭通过化学加工过程，转化成为液体燃料、化工原料和
产品的先进洁净煤技术。
3、煤焦化：隔绝空气条件下，加热到950℃左右，高温干馏生产焦炭，同
时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
4、电石乙炔： 5、合成气：合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。
Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O——3H3PO4+5CaSO4.nH2O+HF 通过萃取和分离得到磷酸，再用氨中和磷酸制得磷酸铵， 或将磷酸再与磷矿反应制得水溶性的[Ca(H2PO4)2·H2O]。 (2)热法 利用高温分解磷矿石，进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。 产品：磷酸盐、元素磷、五氧化二磷和磷酸。 缺点：生产要消耗较多的电能和热能。
2.硫铁矿包括黄铁矿(立方晶系FeS2)、白铁矿(斜方品系FeS2) 和磁硫铁矿(FenSn+1)，其中主要是黄铁矿。
硫铁矿用途：生产含硫的物质，制硫酸，世界上硫酸总产量 的一半以上用于生产磷肥和氮肥。
硫铁矿 空气
粉碎
沸腾炉焙烧
SO2催化氧化 水
SO3吸收 浓硫酸
有机化工原料：有机可燃矿产资源和天然生物有机质。 三个阶段： （1）农林化工阶段 （2）煤化工的兴起与发展阶段 （3）石油化工的诞生与发展阶段