第3章-化工导论2011

7、石油芳烃的两个主要来源是什么？
第三章 习题
论述题 1、简述烃类裂解生产乙烯过程中，裂解气净化与分离的几 个主要步骤和每个步骤的目的。 2、试论环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出 主要反应方程式。
第三章
结束
（2）原料混合气的反应---原料混
合气预热后进入装有银催化剂的固 定床反应器进行反应；
（3）环氧乙烷的吸收---反应后环
氧乙烷、乙烯、副产物二氧化碳进 行水吸收分离；
（4）吸收液的解吸---环氧乙烷吸
收液进入解吸塔将环氧乙烷经过蒸 馏解吸出来。
第五节、石油化工发展展望
（1）大型化、综合化；
（2）原料的重质化、石油的深加工； （3）采用节约原料和能源的生产工艺； （4）采用对环境友好的石油化工技术。
环烷烃
环烷烃是原油中第二大成分，它是润滑油的 主要组分。在原油中的环烷烃以环戊烷和环己烷及 其衍生物为主。汽油馏分中环烷烃主要是单环环烷 烃，在煤油和柴油馏分中除含有单环环烷烃外，还 有双环合三环环烷烃。 以烯烃及其衍生物为主要产品的生产，应尽量 选用富含直链烷烃的原油，不宜用环烷基原油。
Hale Waihona Puke 油品分类一、石油燃料
（1）点燃式发动机燃料，如车用汽油等； （2）喷气式发动机燃料，如航空煤油； （3）压燃式发动机燃料，如柴油；
（4）液化石油气燃料，工业或家用燃料；
（5）锅炉燃料，如炉用燃料油 、船舶燃料油。
二、润滑油和润滑脂
润滑油和润滑脂是一类重要的石油 产品，所有运动的机械几乎都需要润滑， 它起到减少机件之间摩擦，延长使用寿命， 节省动力的作用。分为：内燃机润滑油、 齿轮油、液压油、气缸油、冷冻机油、压 缩机油、真空泵油等。
芳烃生产
石油芳烃主要有两个来源，即石油催化 重整制取芳烃和烃类裂解（乙烯装置）副产 芳烃。美国的乙烯大部分用天然气为原料， 副产芳烃很少，石油芳烃主要来源于催化重 整；日本和欧洲的副产芳烃占石油芳烃比重 超过50% ；我国目前石油芳烃主要来源于催 化重整，随着乙烯的发展，副产芳烃的比例 会增加。
第三节、
丙烯 共聚 乙丙橡胶 电线、电缆
二、丙烯
丙烯分子中含有双键和α-活泼氢而 具有很高的化学反应活性。在工业生 产中，利用丙烯的加成、氧化反应、 羰基化、烷基化以及聚合反应，可相 应地合成一系列有机化工产品。
聚合 聚丙烯 氧化 丙纶、胶片、树脂制品
丙烯醛 甘 油
炸药、医药、化妆用品
丙烯
氨氧化 丙烯腈 腈纶纤维、丁腈橡胶 ABS树脂 酚醛树脂、锦纶、医药
第三章 习题
简答题 1、石油炼制和石油化工的主要产品有哪些？各列举5种。 2、石油炼制的一次加工主要采用什么方法，得到的燃料油 主要包括哪几种？
3、原油减压蒸馏的目的是什么？
4 石油二次加工的目的是什么？ 5、简答乙烯制环氧乙烷和乙二醇的生产工艺？ 6、简答对二甲苯制对二甲苯酸的生产工艺？ 6、简答生产乙烯的原料和方法是什么？
第三章 石油炼制与 石油化工
石油炼制是指将原油经过 分离和反应，生产燃料油、润 滑油、化工原料及其它石油产 品的过程。以石油和天然气为 原料进行化学品的生产通常称 作石油化工
第一节、石油化工的原料
石油被称作“工业的血液”，可生 产燃料（汽油、航空煤油、柴油、燃料 油等）、化工原料（三苯：苯、甲苯、 二甲苯；三烯：乙烯、丙烯、丁二烯； 等等），进而生产合成树脂、合成橡胶 和合成纤维等。
原油
原油是未加工处理的石油，是一 种黄褐色至黑褐色粘稠液体，其组成 十分复杂，是由不同碳原子数、不同 分子量和不同分子结构的烃类组成的 混合物。
烷烃
烷烃是组成石油的主要成分之一。随着分子 量的增加，烷烃分为气、液、固三态存在于石油 中。常温下，从甲烷到丁烷是气态，它是炼厂气 的主要成分；碳5至碳15的烷烃为液态，主要存 在于汽油和煤油中；碳16以上的烷烃为固态，一 般溶解于石油中，温度降低时有结晶析出，称为 蜡。我国所产原油多为烷烃石油，如大庆原油属 于低硫、低胶质、高烷烃类石油。
苯烃化
异丙苯 苯 酚
三、碳四烃产品
碳四烃系指丁二烯、正丁烯、异丁 烯和正丁烷。其中丁二烯最为重要， 它既能自行聚合，又能与其它单体共 聚形成性能优良的合成橡胶，在工业 上占有重要的地位。
丁二烯
苯乙烯 共聚 氧化 丁苯橡胶 橡胶制品
正丁烯
顺丁烯二酸酐
塑料、农药
碳四烃
异丁烯 水合 叔丁醇 溶剂、汽油添加剂
三、蜡、沥青和石油焦
这种油类是在生产燃料和润滑油时 加工得到的，其产量约占所加工原油的百 分之几。在建筑、冶金等行业中得到应用。 石蜡采用溶剂萃取法生产；石油焦采用延 迟焦化方法生产；道路沥青和建筑沥青采 用氧化法生产。
四、石油化工品
（1）基本有机化工产品：由石油、天然气 加工制得乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲 苯等基本有机原料；（2）有机化工产品：通过 合成方法制得醇、醛、酮、酸、酯、醚、腈等 有机原料；（3）高分子化工产品：有机原料经 过聚合、缩合步骤，制成合成纤维、合成树脂、 合成橡胶等。原油为 石油化工提供了重要的原 料和中间体。
原油的一次加工
一、原油预处理
脱去原油中的水和盐及其他杂质。
二、常压蒸馏
在接近常压下，将原油在蒸馏塔内 分离出汽油馏分（沸点〈130℃ 〉、航 空煤油馏分（130~240℃）、轻柴油馏 分 （ 240~350℃ ） 、 重 柴 油 馏 分 （350~550℃）和催化裂化原料。
三、减压蒸馏
减压操作的目的是降低物料的沸点， 避免在高温下蒸馏发生分解。减压塔 分离出催化裂化原料或润滑油原料， 减压塔底渣油可作为燃料油，或作为 石油沥青和石油焦的原料。
裂解气分离
（5）烃的分离---在多个串联或并联的 精馏塔中对裂解气进行分离提纯，先后 分离出氢、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、 丙烷、碳四馏分、碳五馏分和裂解汽油 等产品。
乙烯制环氧乙烷
乙烯在银催化作用下直接 氧化生产环氧乙烷。
2CH2=CH2 + O2 2CH2
O
CH2
环氧乙烷
（1）原料气的混合---乙烯原料经 加压后与氧气、致稳气甲烷及循环 气体混合均匀；
第二节、石油炼制
（1）原油的一次加工；
（2）原油的二次加工；
（3）原有的三次加工。
一、原油的一次加工
一次加工包括常压蒸馏或常减压蒸馏。 常减压蒸馏是石油炼制的最基本过程，也是 一种重要的单元操作。一般在石油炼制中得 不到组成单一的化合物，而只是通过蒸馏将 原油切割成不同沸点范围的烃类混合物（也 称馏分油）。包括三个工序：预处理、常压 蒸馏、减压蒸馏。
二、原油的二次加工
原油的二次加工有催化裂化、加氢 裂化、延迟焦化、催化重整、烷基化、 油品加氢精制及润滑油加工等。加工目 的在于提高轻质油收率，提高油品质量， 增加油品品种，以及提高炼油厂的经济 效益。
三、原油的三次加工
主要目的是将炼厂气进一步加工生产高辛 烷值汽油和各种化学品。包括石油烃烷基化、 异构化、烯烃叠合等。这些加工过程的组合 要根据炼油厂的类型来决定。目前的趋势是 将炼油厂和石油化工厂联合，组成石油化工 联合企业，利用炼油厂提供的馏分油和炼厂 气为原料，生产各种有机原料和高分子材料。
C2H6→C2H4+H2
裂解气分离
（1）压缩---裂解气中的低级烃为低沸 点气体，为了使其在不很低的温度下部 分液化，需要对气体进行加压； （2）酸性气体的脱除---用氢氧化钠溶 液对裂解气进行洗涤， 脱除裂解气中的 硫化物、二氧化碳、一氧化碳等杂质；
裂解气分离
（3）干燥---裂解气分离在-100摄氏度以 下进行，水会结冰，堵塞阀门和管路， 需采用分子筛等干燥剂进行吸附干燥； （4）除炔烃---为延长聚合催化剂寿命， 采用催化加氢方法脱除乙炔，使其转化 为同碳数的烯烃或烷烃；
正丁烷
氧化
乙酸
重要化工原料
四、芳烃产品
石油芳香烃主要是指苯、甲苯和 二甲苯。芳烃产品广泛地用在石油 化工和有机合成中，用于制造染料、 农药、医药、合成橡胶、合成纤维 等。
第四节、典型产品工艺介绍
烃类裂解制烯烃
烃类热裂解反应
烃类热裂解是吸热反应，反应途 径十分复杂，目前认为是自由基连锁 反应。以乙烷为例，总的热裂解反应 是：
炼油产品需求量较大的是轻质油 （如汽油），但直接蒸馏得到的汽油 等轻质油含量很少。另外，直馏汽油 主要含直链烷烃，辛烷值（衡量汽油 在汽缸内抗爆性的数字指标）较低。 因此要进行二次加工，包括催化裂化、 热裂化、催化重整等。 无铅汽油----不含四乙基铅抗爆剂
辛烷值（抗爆性指标）
用辛烷值评定车用汽油在发动机 气缸中燃烧时抵抗爆炸燃烧的能力。 将异辛烷（2，2，4三甲基戊烷）辛 烷值定为100；正庚烷的辛烷值定为0。 辛烷值越高，表示抗暴性能越好。
石油化工主要产品和用途
一、乙烯 乙烯是最简单的烯烃，由于乙烯 具有双健结构，因而其反应能力很强。 通过乙烯的聚合、氧化、与其它化合 物的加成等一系列化学反应，可得到 很多极有价值的衍生物。
聚合 聚乙烯 氧化 塑料薄膜、成型制品
环氧乙烷 乙二醇 二氯乙烷 氯乙烯
涤纶、防冻剂、溶剂
乙烯
加氯
工程塑料、氯纶纤维