第二章合成聚合物的原料路线
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)。
含 S、N、Cl 的毒害性化合物被加氢而脱除。
过程 3 ：
将得到的重整油和加氢裂解轻油混合，其中含芳烃 80％ 左右。
用二甲亚砜溶剂抽提芳烃，得到含芳烃的二甲亚砜溶液， 再用丁烷为反抽提剂把溶解在二甲亚砜中的芳烃分离出， 得到混合芳烃产物。
二甲亚砜抽提后的组分为抽余油，为 C5-C10 的烷烃、环 烷烃和少量芳烃的混合物，沸点 60℃－130℃ 。
裂解气分离精制：
高温裂解产物中包括低级烯烃和烷烃混合物，炔烃，氢气、 少量的酸性气体（CO2、H2S 等）和水蒸气。
用 3-15％ NaOH 溶液洗涤裂解气脱除酸性气体（CO2、H2S 等）。少量的水则用 3A 分子筛进行干燥。用钯催化剂进行选 择性加氢，把炔烃（乙炔和甲基乙炔）转化为烯烃。
深度冷冻分离法分离低级烯烃、烷烃和 H2 ：
R CH2 CH3
R H + NH3 R H + H2S R H + HCl
将加氢后的饱和烃在铂催化剂、 1. 4 MPa - 1.7 MPa 、520 ℃ 的条件下，发生脱氢、环化、异构化和裂解反应，生成芳 烃、氢气、液化石油气和 C5 馏分，经分离后得含芳烃的重整 油。
过程 2： 将石脑油中沸点低于 65 ℃ 和高于145 ℃ 的馏分进行裂
解得到裂解轻油（裂解汽油），然后在镍、钴、钼催化剂 作用下，使其中烯烃被氢所饱和，同时含 S、N、Cl 的化 合物被加氢而脱除，同时催化发生脱氢、环化、异构化和 裂解反应，得到含芳烃的加氢裂解轻油。
讨论：在裂解 - 催化重整工艺过程中为什么要加氢？ 因为烯烃易氧化、易聚合、且干扰后续芳烃的抽提。同时
第二章 合成聚合物的原料路线
2.1 从石油和天然气获得的石油化工原料路线 2.2 煤炭路线及所获得的化工产品 2.3 从动、植物获得的原料路线
1、重点与难点 石油化工得到主要合成聚合物的单体及溶剂
2、教学要求 （1）了解各种原料路线获得聚合物原材料的方法及其特点； （2）理解石油化工及煤炭路线对聚合物合成工艺的重要意义； （3）掌握石油化工路线得到的重要单体原料、有机溶剂及其反 应原理。 3、教学时数 2
C5 馏分
重整油
混合
二甲亚砜抽提
芳烃二甲亚砜溶液 丁烷反抽提 混合芳烃
抽余油
2.1.4 由 C4 馏分制取丁二烯
C4 馏分：丁烷、丁烯、丁二烯及其异构体组成的混合物。 来源：石油炼制和液态烃高温裂解。例如，石油炼制得到的炼 厂气 C4 馏分中各种丁烯的含量超过 50％，丁烷 40％，不含有 丁二烯，而轻柴油裂解得到的 C4 馏分丁烷很少，主要是丁烯和 丁二烯。
2.1 从石油和天然气获得的石油化工原料路线 2.1.1 石油的组成及炼制
石油是存在于地球表面以下的一种有气味的从黄色到黑色的粘 稠液体。从油田开采出未加工的石油称之为原油。主要成分为由 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、 含硫、含氧化合物。
石油的炼制就是在常压和300～400℃以下的条件下，将石油 分馏出石油气、石油醚、汽油、煤油、轻柴油等馏分的过程。
苯、甲苯、二甲苯 原料：全馏程石脑油，即由原油经常压法直接蒸馏得到的沸点 ＜220℃ 的直馏汽油，也称粗汽油、石脑油。
过程 1 ：
截取石脑油中 C6 - C9 馏分（65 -145 ℃ ）进行加氢，使其 中烯烃被氢所饱和，同时含 S、N、Cl 的化合物被加氢而脱除。
R CH CH2 + H2 R NH2 + H2 R SH + H2 R Cl + H2
高温裂解生成的产品成分非常复杂！
裂解装置：
石油裂解装置主要是以生产乙烯、丙烯、芳烃为主要产品的 装置。其生产规模通常以年产的乙烯量为标准，因此石油裂解 装置工业上称为 “乙烯装置” ，大型乙烯装置年产 60 万吨以 上。装置构成：管式裂解炉（裂解）、蒸馏塔、热交换器、油 水分离器、干燥装置、急冷锅炉。
将干燥的裂解气冷冻到 -100℃ 左右，使低级烃全部冷凝液 化（ CH4 除外），被冷凝液化的低级烃在适当温度和压力下逐 一分离。再将 H2 和 CH4 冷冻至 －165 ℃ ，使甲烷液化，得 到含 H2 很大的富氢气体。
以轻柴油为裂解原料的工艺流程及裂解产物
轻柴油 水蒸气
裂解Leabharlann 急冷锅炉 高压蒸汽碱洗
抽余油可以进一步裂解制备加氢裂解轻油，也可以作为1， 3－丁二烯溶液聚合制备顺丁橡胶的溶剂。
石脑油裂解生产芳烃方块流程图
石脑油
分馏
水蒸气
< 65℃馏分
145℃∽200℃馏分
裂解
分离
65℃∽145℃馏分
加氢、环化 分离
甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、 丙烯、C4馏分、裂解焦油
氢气 裂解轻油
加氢、环化 加氢裂解汽油
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）。
压缩
干燥
冷箱
用作动力
水汽液化
富氢气体
甲烷
脱 甲 烷 塔
乙炔
脱 乙 烷 塔
加氢
丙炔
脱 丙 烷 塔
乙烯和乙烷
加氢
丙烯和丙烷
脱
C4 馏分
丁
烷
塔
裂解汽油
2.1.3 石油裂解-催化重整生产芳烃
苯、甲苯、二甲苯等芳烃是重要的化工原料，过去主要来自 煤焦油，现在则开发了由石油烃裂解 - 催化重整制取芳烃的路 线。 石油裂解 – 催化重整的主要产物：
石油通过炼制可以获得气态、液态和固态三种状态的工业原材 料，其中气态原材料主要是含1～ 4个碳原子的饱和烃，也称石 油气；液态原材料主要是含4～18个碳原子的饱和烃，包括粗汽 油、煤油、柴油、机械油等；固体原材料主要是含18个碳原子 以上的饱和烃，包括凡士林、石蜡、沥青、石油焦等。
2.1.2 石油裂解生产烯烃 裂解：
裂解工艺关键： （1）使用急冷锅炉可将 800℃ 的裂解气用水冷却，同时水被 加热成高温高压的水蒸气，作为动力使用； （2）为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停 留时间仅 0.2 - 0.5 秒； （3）水蒸汽稀释目的在于减少烃类分压，抑制副反应，并减缓 裂解炉内的结焦速度； （4）为了避免裂解管内结焦，必须采用沸点较低的油品。
过程 3 ：
将得到的重整油和加氢裂解轻油混合，其中含芳烃 80％ 左右。
用二甲亚砜溶剂抽提芳烃，得到含芳烃的二甲亚砜溶液， 再用丁烷为反抽提剂把溶解在二甲亚砜中的芳烃分离出， 得到混合芳烃产物。
二甲亚砜抽提后的组分为抽余油，为 C5-C10 的烷烃、环 烷烃和少量芳烃的混合物，沸点 60℃－130℃ 。
裂解气分离精制：
高温裂解产物中包括低级烯烃和烷烃混合物，炔烃，氢气、 少量的酸性气体（CO2、H2S 等）和水蒸气。
用 3-15％ NaOH 溶液洗涤裂解气脱除酸性气体（CO2、H2S 等）。少量的水则用 3A 分子筛进行干燥。用钯催化剂进行选 择性加氢，把炔烃（乙炔和甲基乙炔）转化为烯烃。
深度冷冻分离法分离低级烯烃、烷烃和 H2 ：
R CH2 CH3
R H + NH3 R H + H2S R H + HCl
将加氢后的饱和烃在铂催化剂、 1. 4 MPa - 1.7 MPa 、520 ℃ 的条件下，发生脱氢、环化、异构化和裂解反应，生成芳 烃、氢气、液化石油气和 C5 馏分，经分离后得含芳烃的重整 油。
过程 2： 将石脑油中沸点低于 65 ℃ 和高于145 ℃ 的馏分进行裂
解得到裂解轻油（裂解汽油），然后在镍、钴、钼催化剂 作用下，使其中烯烃被氢所饱和，同时含 S、N、Cl 的化 合物被加氢而脱除，同时催化发生脱氢、环化、异构化和 裂解反应，得到含芳烃的加氢裂解轻油。
讨论：在裂解 - 催化重整工艺过程中为什么要加氢？ 因为烯烃易氧化、易聚合、且干扰后续芳烃的抽提。同时
第二章 合成聚合物的原料路线
2.1 从石油和天然气获得的石油化工原料路线 2.2 煤炭路线及所获得的化工产品 2.3 从动、植物获得的原料路线
1、重点与难点 石油化工得到主要合成聚合物的单体及溶剂
2、教学要求 （1）了解各种原料路线获得聚合物原材料的方法及其特点； （2）理解石油化工及煤炭路线对聚合物合成工艺的重要意义； （3）掌握石油化工路线得到的重要单体原料、有机溶剂及其反 应原理。 3、教学时数 2
C5 馏分
重整油
混合
二甲亚砜抽提
芳烃二甲亚砜溶液 丁烷反抽提 混合芳烃
抽余油
2.1.4 由 C4 馏分制取丁二烯
C4 馏分：丁烷、丁烯、丁二烯及其异构体组成的混合物。 来源：石油炼制和液态烃高温裂解。例如，石油炼制得到的炼 厂气 C4 馏分中各种丁烯的含量超过 50％，丁烷 40％，不含有 丁二烯，而轻柴油裂解得到的 C4 馏分丁烷很少，主要是丁烯和 丁二烯。
2.1 从石油和天然气获得的石油化工原料路线 2.1.1 石油的组成及炼制
石油是存在于地球表面以下的一种有气味的从黄色到黑色的粘 稠液体。从油田开采出未加工的石油称之为原油。主要成分为由 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、 含硫、含氧化合物。
石油的炼制就是在常压和300～400℃以下的条件下，将石油 分馏出石油气、石油醚、汽油、煤油、轻柴油等馏分的过程。
苯、甲苯、二甲苯 原料：全馏程石脑油，即由原油经常压法直接蒸馏得到的沸点 ＜220℃ 的直馏汽油，也称粗汽油、石脑油。
过程 1 ：
截取石脑油中 C6 - C9 馏分（65 -145 ℃ ）进行加氢，使其 中烯烃被氢所饱和，同时含 S、N、Cl 的化合物被加氢而脱除。
R CH CH2 + H2 R NH2 + H2 R SH + H2 R Cl + H2
高温裂解生成的产品成分非常复杂！
裂解装置：
石油裂解装置主要是以生产乙烯、丙烯、芳烃为主要产品的 装置。其生产规模通常以年产的乙烯量为标准，因此石油裂解 装置工业上称为 “乙烯装置” ，大型乙烯装置年产 60 万吨以 上。装置构成：管式裂解炉（裂解）、蒸馏塔、热交换器、油 水分离器、干燥装置、急冷锅炉。
将干燥的裂解气冷冻到 -100℃ 左右，使低级烃全部冷凝液 化（ CH4 除外），被冷凝液化的低级烃在适当温度和压力下逐 一分离。再将 H2 和 CH4 冷冻至 －165 ℃ ，使甲烷液化，得 到含 H2 很大的富氢气体。
以轻柴油为裂解原料的工艺流程及裂解产物
轻柴油 水蒸气
裂解Leabharlann 急冷锅炉 高压蒸汽碱洗
抽余油可以进一步裂解制备加氢裂解轻油，也可以作为1， 3－丁二烯溶液聚合制备顺丁橡胶的溶剂。
石脑油裂解生产芳烃方块流程图
石脑油
分馏
水蒸气
< 65℃馏分
145℃∽200℃馏分
裂解
分离
65℃∽145℃馏分
加氢、环化 分离
甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、 丙烯、C4馏分、裂解焦油
氢气 裂解轻油
加氢、环化 加氢裂解汽油
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）。
压缩
干燥
冷箱
用作动力
水汽液化
富氢气体
甲烷
脱 甲 烷 塔
乙炔
脱 乙 烷 塔
加氢
丙炔
脱 丙 烷 塔
乙烯和乙烷
加氢
丙烯和丙烷
脱
C4 馏分
丁
烷
塔
裂解汽油
2.1.3 石油裂解-催化重整生产芳烃
苯、甲苯、二甲苯等芳烃是重要的化工原料，过去主要来自 煤焦油，现在则开发了由石油烃裂解 - 催化重整制取芳烃的路 线。 石油裂解 – 催化重整的主要产物：
石油通过炼制可以获得气态、液态和固态三种状态的工业原材 料，其中气态原材料主要是含1～ 4个碳原子的饱和烃，也称石 油气；液态原材料主要是含4～18个碳原子的饱和烃，包括粗汽 油、煤油、柴油、机械油等；固体原材料主要是含18个碳原子 以上的饱和烃，包括凡士林、石蜡、沥青、石油焦等。
2.1.2 石油裂解生产烯烃 裂解：
裂解工艺关键： （1）使用急冷锅炉可将 800℃ 的裂解气用水冷却，同时水被 加热成高温高压的水蒸气，作为动力使用； （2）为减少副反应，提高烯烃收率，液态烃在高温裂解区的停 留时间仅 0.2 - 0.5 秒； （3）水蒸汽稀释目的在于减少烃类分压，抑制副反应，并减缓 裂解炉内的结焦速度； （4）为了避免裂解管内结焦，必须采用沸点较低的油品。