卞進(jìn)發(fā)第四章 典型化工生產(chǎn)技術(shù)

1、3/7/2021,化學(xué)工業(yè)出版社,1,第四章 典型化工生產(chǎn)技術(shù),化工基本生產(chǎn)技術(shù),主要內(nèi)容,第一節(jié) 烴類熱裂解 第二節(jié) 甲醇的化工生產(chǎn)技術(shù) 第三節(jié) 合成氨及尿素的生產(chǎn)技術(shù) 第四節(jié) 醋酸生產(chǎn)技術(shù) 第五節(jié) 聚合過(guò)程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,3,三大目標(biāo),理解化工單元反應(yīng)技術(shù)的原理及影響因素，掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的概念；熟悉烴類熱裂解、合成氣制甲醇和合成氨、甲醇羰基化合成醋酸、聚合等生產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)及工業(yè)應(yīng)用,能以工程的觀念、經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)和市場(chǎng)的觀念，選擇合適的工藝生產(chǎn)方法,通過(guò)對(duì)單元反應(yīng)過(guò)程的舉例，了解其各自的規(guī)律，從而提高學(xué)生對(duì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品及對(duì)現(xiàn)工藝過(guò)程技改的興趣,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/202

2、1,4,第一節(jié) 烴類熱裂解,hydrocarbon pyrolysis,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,5,應(yīng)用知識(shí) 1烴類熱裂解及裂解原料； 2烴類熱裂解工藝過(guò)程和主要設(shè)備； 3裂解氣的分離過(guò)程：預(yù)處理、精餾分離系統(tǒng)。 技能目標(biāo) 1根據(jù)裂解過(guò)程所控制的工藝參數(shù)，能夠判別裂解所使用的原料； 2通過(guò)對(duì)具體的裂解工藝流程分析，能夠掌握正確操控工藝參數(shù)的原則； 3能根據(jù)裂解氣分離凈化的要求，提出正確的處理方法,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,6,一、烴類熱裂解及裂解原料 thermal cracking and pyrolysis of hydrocarbon raw materials 二、烴

3、類熱裂解過(guò)程 hydrocarbon pyrolysis process 三、裂解氣的分離過(guò)程 separation process of pyrolysis gas,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,7,揚(yáng)子乙烯烯烴廠,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,8,乙烯裝置區(qū)主要生產(chǎn)單元,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,9,乙烯裝置關(guān)鍵設(shè)備,冷箱,乙烯熱泵,ucs裂解爐,裂解氣壓縮機(jī),c2r 日本三菱油化公司的倒梯臺(tái)式爐等。 國(guó)內(nèi)大都采用的魯姆斯公司的srt爐型和凱洛格公司的usrt爐型,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,32,裂解爐,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,33,圖4-6 裂解爐結(jié)構(gòu)示

4、意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,34,表4-3 srt型裂解爐輻射段爐管排布形式,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,35,二、烴類熱裂解過(guò)程,2)烴類熱裂解過(guò)程工藝流程 輕質(zhì)烴為原料的工藝過(guò)程 輕質(zhì)烴裂解時(shí)，裂解產(chǎn)物中重質(zhì)餾分較少。尤其是以乙烷和丙烷為原料裂解時(shí)，裂解氣中的燃料油含量甚微,圖4-7 輕烴裂解工藝示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,36,二、烴類熱裂解過(guò)程,餾分油（減壓塔側(cè)線油）為原料的工藝過(guò)程 餾分油為原料裂解后所得裂解氣中含有相當(dāng)量的重質(zhì)餾分，這些重質(zhì)燃料油餾分與水混合后因乳化而難于進(jìn)行油水分離，因此在冷卻裂解氣的過(guò)程中，應(yīng)先將裂解氣中的重質(zhì)燃料油餾分分餾出來(lái)，

5、然后將裂解氣再進(jìn)一步送至水洗塔冷卻,圖4-8 餾分油裂解工藝示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,37,三、裂解氣的分離過(guò)程 separation process of pyrolysis gas,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,38,三、裂解氣的分離過(guò)程,裂解氣組成： 含有氫和各種烴類(已脫除大部分c5以上液態(tài)烴)的復(fù)雜混合物， 此外裂解氣中還含有少量硫化物、二氧化碳、和水蒸氣等雜質(zhì)，以及少量炔烴。 裂解氣分離的目的是除去裂解氣中有害雜質(zhì)，分離出單一烯烴或其他烴類餾分，為化學(xué)工業(yè)提供原料,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,39,圖中氣體凈化是為了脫除雜質(zhì)，以排除對(duì)后續(xù)操作的干擾和提純產(chǎn)

6、品，可稱為產(chǎn)品精餾前的準(zhǔn)備；壓縮、制冷是為后續(xù)分離創(chuàng)造必要條件，是保證系統(tǒng)。精餾分離是獲得合格單一產(chǎn)品的系統(tǒng)，是整個(gè)分離過(guò)程的核心,圖4-9 深冷分離流程示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,40,三、裂解氣的分離過(guò)程,裂解氣的預(yù)處理過(guò)程 裂解氣的凈化和冷凍壓縮,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,41,三、裂解氣的分離過(guò)程,1) 預(yù)處理 脫酸性氣體 脫除裂解氣中酸性氣體的方法有naoh堿洗法和醇胺法，也有使用naoh堿洗法和醇胺法相結(jié)合的方法。 a. 堿洗法,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,42,圖4-10 兩段堿洗和一段水洗工藝流程工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,43,化學(xué)

7、工業(yè)出版社,3/7/2021,44,三、裂解氣的分離過(guò)程,b乙醇胺法,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,45,圖4-11 乙醇胺脫除酸性氣工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,46,三、裂解氣的分離過(guò)程,c醇胺法與堿洗法的比較 醇胺法優(yōu)點(diǎn)是吸收劑可再生循環(huán)使用，當(dāng)酸性氣含量較高時(shí)，從吸收液的消耗和廢水處理量來(lái)看，醇胺法明顯優(yōu)于堿洗法。 乙烯裝置當(dāng)酸性氣體含量較高(例如：裂解原料中，硫的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)0.2)時(shí)，為減少堿耗量以降低生產(chǎn)成本，采用醇胺法預(yù)脫裂解氣中的酸性氣體，然后用堿洗法進(jìn)一步脫除,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,47,三、裂解氣的分離過(guò)程,通常，裂解氣壓縮機(jī)出口壓力約3.5

8、-3.7mpa，經(jīng)冷卻至15左右，即送入低溫分離系統(tǒng)，此時(shí)，裂解氣中飽和水含量約(600-700)10-6， 這些水分若帶人低溫分離系統(tǒng)，會(huì)造成設(shè)備和管道的堵塞，在加壓和低溫條件下，水分還可以與烴類生成白色結(jié)晶的水合物，如：ch46h2o，c2h67h2o，c3h88h2o。這些水合物在設(shè)備和管道內(nèi)積累，會(huì)造成堵塞現(xiàn)象，因而需要進(jìn)行干燥脫水處理。 為避免低溫系統(tǒng)凍堵，通常要求將裂解氣中水含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù))降至110-6以下，即脫水后，裂解氣露點(diǎn)控制在-70以下,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,48,三、裂解氣的分離過(guò)程,脫水 吸附干燥 裂解氣中的水含量不高，但要求脫水后物料的干燥度很高， 因

9、而，均采用吸附法進(jìn)行干燥,圖4-12 活性氧化鋁和分子篩的等溫吸附曲線和等壓吸附曲線,目前工業(yè)上，裂解氣干燥脫水均采用3a分子篩,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,49,溫度對(duì)3a分子篩吸附影響,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,50,三、裂解氣的分離過(guò)程,炔烴脫除 炔烴的處理方法 溶劑吸收法（溶劑通常用c3-c4油）是使用溶劑吸收裂解氣中的炔烴，以達(dá)到凈化目的，同時(shí)也回收一定量炔烴。 催化加氫法是將裂解氣中炔烴加氫成為烯烴或烷烴，由此達(dá)到脫除乙炔的目的,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,51,三、裂解氣的分離過(guò)程,前加氫和后加氫 前加氫，指裂解氣經(jīng)壓縮、或制冷、脫除酸性氣體和水分后，再壓縮后

10、，進(jìn)入精餾分離之前而在催化劑的作用下進(jìn)行自身的選擇性加氫反應(yīng)（不需要外界加入氫源），以脫除其中炔烴。又稱為自給氫催化加氫過(guò)程。 后加氫過(guò)程是指裂解氣分離出c2餾分和c3餾分后，再分別對(duì)c2和c3餾分進(jìn)行催化加氫，后加氫需要向系統(tǒng)補(bǔ)充氫源，以脫除乙炔、甲基乙炔和丙二烯,優(yōu)缺點(diǎn)比較： 前加氫利用裂解氣中含有的氫進(jìn)行加氫反應(yīng)，流程簡(jiǎn)化，節(jié)省投資，但它的最大缺陷是催化劑的選擇性差。 后加氫過(guò)程優(yōu)點(diǎn)是催化劑的選擇性好。溫度較易控制，不易發(fā)生飛溫的問(wèn)題。正因?yàn)槿绱?，目前工業(yè)中以采用后加氫為主,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,52,圖4-14 兩段絕熱床加氫工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,53

11、,三、裂解氣的分離過(guò)程,溶劑吸收法， 用選擇性溶劑將c2餾分中的少量乙炔選擇性的吸收到溶劑中，實(shí)現(xiàn)脫除乙炔的方法。選擇性吸收乙炔的溶劑，可以在一定條件下把乙炔解吸出來(lái)。因此，溶劑吸收法脫除乙炔的同時(shí)，可回收到高純度的乙炔。 常用的溶劑有二甲基甲酰胺(dmf)，n-甲基吡咯烷酮(nmp)和丙酮,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,54,圖4-15 dmf溶劑吸收法脫乙炔工藝流程(lummus,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,55,透平,表面 冷凝器,復(fù)水系統(tǒng),油路系統(tǒng),復(fù)水泵,真空泵,大氣 安全閥,泄漏蒸汽 冷凝器,密封油 系統(tǒng),控制油 系統(tǒng),潤(rùn)滑油 系統(tǒng),調(diào)速機(jī)構(gòu),壓縮機(jī),油箱、油泵 油冷器、

12、 高位槽、 儲(chǔ)壓器、 等,吸入&段間 冷卻設(shè)備,洗油系統(tǒng),密封 系統(tǒng),密封裝置,緩沖氣,防喘振 控制系統(tǒng),汽輪機(jī)&壓縮機(jī)機(jī)組構(gòu)成,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,56,三、裂解氣的分離過(guò)程,2)壓縮和制冷系統(tǒng) 裂解氣的壓縮 裂解氣中的組分在常壓下大都是氣體，沸點(diǎn)很低，常壓下進(jìn)行各組分精餾分離，由于分離溫度很低，需要大量冷量。 在脫甲烷塔塔頂，它的分離溫度與壓力的關(guān)系有如下數(shù)據(jù)。 分離壓力mpa 甲烷塔頂溫度/ 3.04.0 -96 0.61.0 -130 0.150.3 -140,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,57,三、裂解氣的分離過(guò)程,節(jié)約壓縮功耗,圖4-16 單段壓縮與多段壓縮在pv

13、圖上的比較,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,58,圖4-17 裂解氣五段壓縮工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,59,三、裂解氣的分離過(guò)程,2. 裂解氣的精餾分離系統(tǒng) (1)分離流程的組織 目前國(guó)內(nèi)外大型裂解氣分離裝置廣泛采用深冷分離法。 深冷分離原理是利用氣體中各組分的溶點(diǎn)差異，在-100以下將除氫和甲烷外的其余的烴全部冷凝，然后在精餾塔內(nèi)利用各組分的相對(duì)揮發(fā)度不同進(jìn)行精餾分離，利用不同精餾塔，將各種烴逐個(gè)分離出來(lái)。其實(shí)質(zhì)是冷凝精餾過(guò)程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,60,三、裂解氣的分離過(guò)程,深冷分離流程共分三種 順序流程(甲烷、乙烷、丙烷流程) 前脫乙烷流程(乙烷、甲烷、丙

14、烷流程) 前脫丙烷流程(丙烷、甲烷、乙烷流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,61,三、裂解氣的分離過(guò)程,順序分離流程，是裂解氣經(jīng)過(guò)壓縮、凈化后，各組分按碳原子數(shù)的順序從低到高依次分離。該流程技術(shù)成熟，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，對(duì)不同組成的裂解氣適應(yīng)性強(qiáng)。流程應(yīng)用較廣,圖4-22 順序流程示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,62,三、裂解氣的分離過(guò)程,當(dāng)要求進(jìn)入深冷系統(tǒng)的物料量愈少愈好時(shí)，可采用前脫乙烷流程。裂解氣先經(jīng)脫乙烷塔分離，釜液為c3以上餾分，可不進(jìn)深冷系統(tǒng)，在脫丙塔中從塔頂?shù)玫絚3餾分，送往丙烯精餾塔，在塔頂與塔底分別得到丙烯和丙烷。脫乙烷塔的塔頂為ch4.h2.c2餾分進(jìn)入深冷

15、系統(tǒng)，在脫甲塔中塔頂?shù)玫絚h4.h2，塔底的c2餾分再進(jìn)入乙烯精餾塔，在該塔頂部得到乙烯，在底部得到乙烷,圖4-23 前脫乙烷流程圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,63,三、裂解氣的分離過(guò)程,若裂解氣中含c4以上的烴類較多，在過(guò)程中對(duì)下游管道、設(shè)備有不良影響，要求應(yīng)及時(shí)清除，最好采用前脫丙烷流程。在脫丙烷塔中從塔底得到c3以上餾分，將易于聚合的丁二烯及早地分割出去。c3以上釜液在脫丁烷塔中分開(kāi)，塔底得到裂解汽油，塔頂?shù)玫絚4產(chǎn)品，脫丙烷塔的頂部c3以下的組分，經(jīng)壓縮，按順序流程分離,圖4-24 前脫丙烷流程示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,64,三、裂解氣的分離過(guò)程,2)深冷分離流

16、程分析 分離流程的主要評(píng)價(jià)指標(biāo) a乙烯回收率 乙烯回收率高低，是評(píng)價(jià)分離裝置是否先進(jìn)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,65,三、裂解氣的分離過(guò)程,b深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配,表4-9 深冷分離系統(tǒng)冷量消耗分配,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,66,三、裂解氣的分離過(guò)程,脫甲烷塔 目的是脫除氫和甲烷，即在-90以下的低溫條件下，將氫和甲烷脫除。 脫甲烷塔是多組分精餾塔，其輕關(guān)鍵組分為甲烷，重關(guān)鍵組分為乙烯。塔頂分離出的甲烷輕餾分中應(yīng)使其中的乙烯含量盡可能低，以保證乙烯的回收率。而塔釜產(chǎn)品則應(yīng)使甲烷含量盡可能低，以確保乙烯產(chǎn)品質(zhì)量,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,67,

17、脫甲烷塔單元,3/7/2021,68,三、裂解氣的分離過(guò)程,冷箱是在-100-160下操作的低溫設(shè)備。由于溫度低，極易散冷，用絕熱材料把高效板式換熱器和氣液分離器等都放在一個(gè)箱子里。 原理是用節(jié)流膨脹來(lái)獲得低溫。它的用途是依靠低溫來(lái)回收乙烯，制取富氫和富甲烷餾分。 由于冷箱在流程中的位置不同，可分為前冷和后冷兩種，冷箱安排在脫甲烷塔之前稱前冷，安排在脫甲烷塔之后稱后冷,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,69,冷箱&膨脹/壓縮機(jī),3/7/2021,70,冷箱板翅式換熱器結(jié)構(gòu)圖,板翅式換熱器板束結(jié)構(gòu)圖,翅片結(jié)構(gòu)型式 a光直形翅片；b鋸齒形翅片；c多孔形翅片,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,71,

18、圖4-28前脫氫高壓脫甲烷工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,72,三、裂解氣的分離過(guò)程,乙烯塔 乙烯精餾塔中輕關(guān)鍵組分乙烯，重關(guān)鍵組分乙烷，由于乙烯塔冷量消耗占總制冷量的比例也較大，約為38-44，僅次于脫甲烷塔，對(duì)產(chǎn)品的成本有較大的影響。因此，乙烯塔在深冷分離裝置中是一個(gè)比較關(guān)鍵的塔,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,73,圖4-32非絕熱精餾塔的示意圖,中間冷凝器和中間再沸器,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,74,成品罐,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,75,第二節(jié) 甲醇的化工生產(chǎn)技術(shù) (chemical technologies of methanol,化學(xué)工業(yè)出版社,3/

19、7/2021,76,應(yīng)用知識(shí) 1合成氣和甲醇的生產(chǎn)方法及特點(diǎn)； 2天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的原理及設(shè)備特點(diǎn)； 3甲醇合成、精制原理及工藝流程； 4天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣及甲醇合成的工藝條件和影響因素。 技能目標(biāo) 1能熟練運(yùn)用工具書(shū)、期刊及網(wǎng)絡(luò)資源等查閱有關(guān)合成氣和甲醇的資料，并能進(jìn)行資料的歸納總結(jié)； 2能對(duì)甲醇合成工藝條件的選擇進(jìn)行分析； 3能對(duì)照流程圖描述甲醇的合成及精制的工藝流程，并分析主要設(shè)備的作用； 4能根據(jù)生產(chǎn)情況和要求選擇適宜的甲醇原料路線,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,77,一、合成氣的生產(chǎn) synthesis gas production 二、甲醇的合成過(guò)程 synthetic pr

20、ocess of methanol 三、甲醇的精制 refining of methanol,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,78,一、合成氣的生產(chǎn) synthesis gas production,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,79,一、合成氣的生產(chǎn),1.合成氣的生產(chǎn)方法 生產(chǎn)合成氣的原料有很多種，按照原料的形態(tài)分為： 固體原料煤和焦炭； 液體原料石腦油、重油、渣油等； 氣體原料天然氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣等,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,80,1)以煤或焦炭為原料生產(chǎn)合成氣 在高溫下以水蒸氣和氧氣為氣化劑，與煤反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣等氣體。通過(guò)變換與脫除二氧化碳調(diào)節(jié)氣體組成，生成符合要

21、求的水煤氣用于甲醇的生產(chǎn)，半水煤氣供合成氨之用,煤炭制合成氣的基本步驟,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,81,2）以重油或渣油為原料生產(chǎn)合成氣 主要采用部分氧化法，即在反應(yīng)器中通人適量的氧和水蒸氣，使氧與原料油中的部分烴類燃燒，放出熱量并產(chǎn)生高溫，另一部分烴類則與水蒸氣發(fā)生吸熱反應(yīng)而生成一氧化碳和氫氣等氣體，調(diào)節(jié)原料中油、水與 氧的比例，達(dá)到自熱平衡而不需要外供熱,圖4-33 渣油制合成氣的基本步驟,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,82,3)以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣 主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。目前工業(yè)上多采用水蒸氣轉(zhuǎn)化法，即在催化劑存在及高溫條件下，使甲烷等烴類與水蒸氣反應(yīng)，生成一氧化碳和

22、氫氣等混合氣。 采用天然氣兩段轉(zhuǎn)化制合成氣的基本步驟，如圖4-34所示。虛框中的變換過(guò)程可根據(jù)具體使用目的來(lái)決定,圖 4-34 天然氣制合成氣的基本步驟,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,83,無(wú)論以何種原料來(lái)生產(chǎn)合成氣，采用怎樣的生產(chǎn)工藝，甲醇的生產(chǎn)流程大致可以分為如圖4-35的以下幾部分,圖4-35 甲醇生產(chǎn)流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,84,2.天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法制合成氣,1)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的基本原理 甲烷水蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程的主要反應(yīng)有： ch4 + h2o co + 3h2 =206 kj/mol (4-39) ch4 + 2h2o co2 + 4h2 =165 kj/mol

23、(4-40) co + h2o co2 + 3h2 =-41.2kj/mol (4-41,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,85,在一定條件下可能發(fā)生的副反應(yīng)主要是析炭反應(yīng)，如下式所示 2co co2 +c =74.9kj/mol (4-42) co + h2 c + h2o =-172.5kj/mol (4-43) ch4 c +2h2 =-131.4kj/mol (4-44) 在轉(zhuǎn)化過(guò)程中要防止析炭，因?yàn)樘亢诟采w在催化劑表面，會(huì)堵塞 微孔，降低催化劑活性，還會(huì)影響傳熱，縮短轉(zhuǎn)化爐的使用壽命,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,86,2)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的鎳催化劑：以nio

24、的形態(tài)存在，其含量一般為4%30% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。還原后的金屬態(tài)鎳是活性組分。 載體（助催化劑）：氧化鋁、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈣 作用：抑制熔結(jié)過(guò)程，防止鎳晶粒長(zhǎng)大，使鎳高度分散，具有較穩(wěn)的高活性，延長(zhǎng)使用壽命并提高抗硫抗析炭能力,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,87,3)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝條件,溫度,甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化管式爐的平衡溫距約為1015,壓力,實(shí)際生產(chǎn)裝置的操作壓力為3.55.0 mpa,空速,空速不宜過(guò)高，否則氣體在反應(yīng)器中停留時(shí)間過(guò)少，甲烷轉(zhuǎn)化率降低，出口氣中甲烷殘余含量增加；空速提高，爐管的熱負(fù)荷提高，同時(shí)增加了床層阻力,水碳比,水碳比控制在3.5左右,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/

25、2021,88,4)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法的轉(zhuǎn)化工藝及主要設(shè)備 轉(zhuǎn)化爐是天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)的核心設(shè)備?，F(xiàn)多采用兩段轉(zhuǎn)化來(lái)處理原料氣。 一段轉(zhuǎn)化爐由若干根反應(yīng)管和加熱室的輻射段及回收熱量的對(duì)流段兩個(gè)主要部分組成。一段轉(zhuǎn)化爐的爐型按燒嘴安置方式分類有頂燒式、側(cè)燒式、梯臺(tái)式和底燒式。 二段轉(zhuǎn)化爐為一直立式圓筒。殼體材質(zhì)為碳鋼，內(nèi)襯耐火材料，爐底有水夾管,圖4-36 kellogg (凱洛格)法頂燒爐型,圖4-37 topse法側(cè)燒爐型,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,89,干法脫硫 干法脫硫的優(yōu)點(diǎn)：既能脫除硫化氫，又能除去有機(jī)硫，凈化度高，操作簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修方便。 干法脫硫缺點(diǎn)：所用脫硫劑的硫容

26、量小，設(shè)備體積龐大，且脫硫劑再生較困難，需定期更換，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。 常用的干法脫硫有鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化法、氧化鋅法、活性碳法、分子篩法等,濕法脫硫 物理吸收法：低溫甲醇法、 聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法等 化學(xué)吸收法：烷基醇胺法、堿性鹽溶液法 濕式氧化法：改良ada法、栲膠法、pds法 及絡(luò)合鐵法等 物理化學(xué)吸收法：環(huán)丁砜法 濕法脫硫具有吸收速率快、生產(chǎn)強(qiáng)度大、脫硫過(guò)程連續(xù)、溶液再生等特點(diǎn)，適用于硫化氫含量較高、凈化度要求不太高的場(chǎng)合,5)脫硫,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,90,6)脫碳 工業(yè)生產(chǎn)中脫除二氧化碳的方法很多，一般采用溶液吸收法： 化學(xué)吸收法常用的方法有氨水法、改良熱鉀堿法等； 物

27、理吸收法一般用水和有機(jī)溶劑為吸收劑，常用的方法有加壓水洗法、碳酸丙烯酯法、低溫甲醇法、聚乙二醇二甲醚法等； 物理化學(xué)吸收法兼有物理吸收和化學(xué)吸收的特點(diǎn)，方法有環(huán)丁砜法、甲基二乙醇胺(mdea)法等,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,91,二、甲醇的合成過(guò)程 synthetic process of methanol,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,92,二、甲醇的合成過(guò)程,1.甲醇的合成原理 合成甲醇主反應(yīng)為： co+2h2 ch3oh = -90.8 kj/mol (4-47) 如有二氧化碳存在，還發(fā)生如下反應(yīng): co2+3h2 ch3oh+h2o (4-48) co2+ h2 co+h2

28、o (4-49,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,93,還伴隨一些副反應(yīng)的發(fā)生，如,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,94,2.合成甲醇催化劑,鋅-鉻系催化劑,銅基催化劑,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,95,溫度,鋅鉻催化劑的活性溫度為620-690k， 銅基催化劑的活性溫度為470-560k,壓力,鋅鉻催化劑壓力為25-35mpa； 銅基催化劑反應(yīng)壓力可降到5-10mpa,空速,銅基催化劑時(shí)采用的空速為10000-20000h-1之間,氫碳比,銅基催化劑，h2/co為2.2-3.0， 鋅鉻催化劑，h2/co為4.5左右,3.合成工藝條件的選擇,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,96,4.

29、甲醇合成反應(yīng)器 (1)列管式等溫甲醇合成 塔 優(yōu)點(diǎn)：有效地抑制了副反應(yīng)；延長(zhǎng)了催化劑壽命；結(jié)構(gòu)緊湊，反應(yīng)器生產(chǎn)能力大，單程轉(zhuǎn)化率較高，循環(huán)氣量小，能量利用經(jīng)濟(jì)。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜，裝卸催化劑不方便,圖4-41 lurgi型甲醇合成塔,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,97,2)冷激式絕熱甲醇合成反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，催化劑裝卸方便； 缺點(diǎn)：催化劑時(shí)空產(chǎn)率不高，用量較大，且僅能回收低品位的熱能,圖4-42 ici多段冷激式 甲醇反應(yīng)器,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,98,5.甲醇合成工藝流程 按合成壓力分為高壓法、中壓法和低壓法三種工藝 。 甲醇合成的原則流程,圖 4-43

30、 甲醇合成的工序的原則流程圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,99,圖 4-44 ici低壓甲醇合成工藝流程 1-原料氣壓縮機(jī) 2,4-冷卻器 3,5-分離器 6-循環(huán)氣壓縮機(jī) 7-熱交換器 8-合成塔 9-開(kāi)工加熱器 10-甲醇冷凝器 11-甲醇分離器 12-中間貯槽,以天然氣為原料低壓法合成甲醇的工藝流程如圖4-44所示,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,100,三、甲醇的精制 refining of methanol,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,101,三、甲醇的精制,1.粗甲醇和精甲醇的組成 粗甲醇中所含以下四類雜質(zhì)：還原性物質(zhì)、溶解性物質(zhì)、無(wú)機(jī)雜質(zhì)、電解質(zhì)和水,表4-15 粗

31、甲醇的組成,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,102,精甲醇（工業(yè)甲醇）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb338-2004,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,103,2.粗甲醇精制的工藝流程 （1）雙塔精餾工藝流程,圖4-45 雙塔精餾工藝流程圖 1-預(yù)精餾塔 2-主精餾塔 3-再沸器 4-冷凝器 5-回流器 6-液封 7-熱交換器,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,104,2）雙效三塔精餾工藝流程,圖 4-46 雙效三塔精餾工藝流程圖 1-預(yù)精餾塔 2-第一主精餾塔 3-第二主精餾塔 4-回流液收集槽 5-冷凝器 6-再沸器 7-冷凝再沸器 8-回流泵 9-冷卻器,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,105,第三

32、節(jié) 合成氨及尿素的生產(chǎn)技術(shù)(technologies of synthetic ammonia and urea,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,106,應(yīng)用知識(shí) 1氨和尿素的性質(zhì)和用途； 2氨和尿素的合成原理及流程； 3影響合成氨生產(chǎn)的工藝條件及影響因素； 4氨合成塔的主要特點(diǎn)； 5尿素蒸發(fā)和造粒的原理。 技能目標(biāo) 1能熟練運(yùn)用工具書(shū)、期刊及網(wǎng)絡(luò)資源等查閱有關(guān)合成氨和尿素的資料，并能進(jìn)行資料的歸納總結(jié)； 2能對(duì)氨和尿素的合成工藝條件的選擇進(jìn)行分析； 3對(duì)照流程圖能描述合成氨和尿素合成的工藝流程，并能分析主要設(shè)備的作用； 4能根據(jù)生產(chǎn)要求選擇適宜生產(chǎn)路線,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,1

33、07,一、氨的合成原料 synthetic materials of ammonia 二、氨的合成 synthesis of ammonia 三、氨的分離 separation of ammonia 四、尿素的生產(chǎn) urea production,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,108,一、氨的合成原料 synthetic materials of ammonia,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,109,一、氨的合成原料,1.氨的性質(zhì)和用途 常溫、常壓下為無(wú)色氣體，具有刺激性氣味，能灼傷皮膚、眼睛，刺激呼吸器官粘膜。在大于100cm3/m3氨的環(huán)境中，每天接觸8h，會(huì)引起慢性中毒,2.氨的

34、合成原料 合成氨生產(chǎn)的初始原料：固體原料(焦炭、煤)、 氣體原料(焦?fàn)t氣、天然氣) 液體原料(重油,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,110,以無(wú)煙煤 (焦炭)為原料，生產(chǎn)合成氨的流程，如圖4-47所示。 主要包括以下三個(gè)主要步驟： 原料氣的制備、 原料氣的凈化、 氨的合成,圖4-47 以焦炭(無(wú)煙煤)為原料的制氨流程示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,111,煤氣發(fā)生爐,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,112,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,113,圖4-48 固定床間歇?dú)饣に嚵鞒虉D,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,114,二、氨的合成 synthesis of ammonia

35、,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,115,二、氨的合成,1.合成原理 氨的合成反應(yīng)為： 可逆、放熱、體積縮小且有催化劑才能以較快的速率進(jìn)行的反應(yīng)。 （1）氨合成的化學(xué)平衡 平衡常數(shù),4-63,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,116,平衡氨含量及影響因素。 平衡氨含量與溫度、壓力、氫氮比及惰性氣體含量有關(guān)。 a溫度和壓力,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,117,c惰性氣體含量 氨合成混合氣體中的惰性氣體指的是甲烷和氬。惰性氣體的存在，降低了氫氮?dú)獾挠行Х謮海蛊胶獍焙肯陆?b氫氮比,綜上所述，可通過(guò)提高壓力、降低溫度、減少惰性氣體含量、保持氫氮比略小于3四種措施來(lái)提高平衡氨含量,化學(xué)工業(yè)

36、出版社,3/7/2021,118,2)反應(yīng)熱效應(yīng) 氨合成反應(yīng)的熱效應(yīng)不僅取決于溫度，而且還與壓力、氣體組成 有關(guān)。 工業(yè)生產(chǎn)中，體系反應(yīng)熱效應(yīng)是上述反應(yīng)熱與混合熱之和。 (3)氨合成的化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)速率的影響因素有壓力、溫度、氫氮比及惰性氣體含量。此外，催化劑活性和粒度對(duì)反應(yīng)速率也有影響,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,119,2. 氨合成催化劑 鐵系催化劑 ： feo（2438）， 還原后鐵催化劑的活性組分為-fe。 促進(jìn)劑：k2o、cao、mgo、a12o3.sio2等,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,120,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,121,3.氨合成工藝條件的選擇 (1

37、)壓力,圖4-51 功耗與壓力的變化化關(guān)系,從發(fā)展方向看，大型合成氨裝置采用2530mpa的操作壓力，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上有利,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,122,2)溫度,氨合成操作溫度應(yīng)視催化劑型號(hào)而定，一般控制在400-500,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,123,3)空速,一般操作壓力為30mpa左右的中壓法合成氨，空速在20000-30000h； 操作壓力為15mpa的軸向冷激式合成塔，空速為10000h； 操作壓力26.9 mpa的徑向冷激式合成塔，空速為16200h,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,124,4)入塔氣組成 合成塔入塔氣組成包括氫氮比、惰性氣體含量、入塔氨含量。

38、 入塔氣體的氫氮比為2.82.9時(shí)比較合適； 惰性氣體(ch4.ar)在入塔氣中含量，一般1218為宜 ； 入塔氨含量：當(dāng)操作壓力在30mpa左右時(shí)，控制在3.23.8， 操作壓力為1520mpa時(shí)，則控制在23,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,125,4.氨合成塔 (1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 合成塔通常由外筒與內(nèi)件兩部分組成。 外筒只承受高壓，內(nèi)件只承受高溫。 (2)分類 按氣體在塔內(nèi)的流動(dòng)方向分為：軸向塔和徑向塔。 按降溫的方法分為：冷管式、冷激式和間接換熱式,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,126,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,127,三、氨的分離 separation of ammonia

39、,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,128,三、氨的分離,1.氨分離方法 水吸收法、冷凝法。 冷凝法分離氨是利用氨氣在低溫、高壓下易于液化的原理進(jìn)行的。 該法是首先冷卻含氨的混合氣，使其中的氣氨冷凝成液氨，再經(jīng)氣-液分離設(shè)備，從混合氣體中分離出來(lái)液氨。 設(shè)備：水冷器和氨冷器,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,129,2.氨合成流程 (1)氨合成原則流程,圖4-54氨合成過(guò)程原則流程示意簡(jiǎn)圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,130,2)傳統(tǒng)氨合成工藝流程,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,131,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,132,四、尿素的生產(chǎn) urea production,化學(xué)工業(yè)

40、出版社,3/7/2021,133,四、尿素的生產(chǎn),1.尿素的生產(chǎn)方法 學(xué)名為碳酰二胺，化學(xué)式co(nh2)2,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,134,生產(chǎn)方法： 不循環(huán)法、半循環(huán)法、全循環(huán)法,生產(chǎn)中常分為以下四步: 氨與二氧化碳原料氣的供應(yīng)及凈化； 氨與二氧化碳合成尿素；未反應(yīng)物的分離與回收； 尿素溶液的加工,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,135,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,136,2.尿素的合成,1)尿素合成的反應(yīng)機(jī)理,第一步:快速、強(qiáng)放熱、可逆的氣-液相反應(yīng),化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,137,2)合成尿素的平衡與速率 合成尿素的化學(xué)平衡 工業(yè)生產(chǎn)中，通常以尿素的轉(zhuǎn)化率作

41、為尿素合成反應(yīng)進(jìn)行程度的一種量度。由于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采用過(guò)量的氨和二氧化碳反應(yīng)，因此通常用二氧化碳轉(zhuǎn)化率來(lái)表示生成尿素反應(yīng)進(jìn)行的程度,4-74,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,138,合成尿素的反應(yīng)速率 由合成尿素的反應(yīng)機(jī)理得知，甲銨脫水是反應(yīng)的控制步驟。 影響甲銨脫水速率的主要因素是溫度、壓力和過(guò)剩氨量,由圖還可看出，甲銨脫水速率隨溫度的提高而增大。 工業(yè)生產(chǎn)中往往采用過(guò)剩氨來(lái)加快甲銨的脫水速率和提高轉(zhuǎn)化率,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,139,3)尿素合成工藝條件的選擇 溫度,合成塔操作溫度：185200,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,140,氨碳比 氨碳比是指原始反應(yīng)物料中nh

42、3與co2的摩爾比。 “氨過(guò)量率”是指原料中氨量超過(guò)化學(xué)反應(yīng)式的理論量的摩爾分?jǐn)?shù)。 提高氨碳比： 能防止甲銨分解和尿素的水解； 過(guò)剩氨還可控制合成塔內(nèi)自熱平衡； 并能抑制甲銨水解和尿素縮合等副反應(yīng),碳酸鹽水溶液全循環(huán)法，氨碳比(l)=3.5-4.5左右； 二氧化碳?xì)馓岱?，氨碳比l=2.82.9,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,141,水碳比 水碳比是指進(jìn)入合成塔的物料中h2o與 co2的摩爾比。 水的來(lái)源：反應(yīng)生成水；物料帶入水(水溶液循環(huán)法） 水碳比增加的后果 ： 阻礙甲銨的脫水， 有利于尿素的脫水， 使二氧化碳轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)n(nh3 )/n(co2) =4時(shí) 水溶液全循環(huán)法，水碳比控制

43、在0.60.7， 全循環(huán)二氧化碳汽提法水碳比控制在0.35左右,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,142,壓力 選擇合成操作壓力不僅要考慮經(jīng)濟(jì)的合理性，而且必須考慮工藝技術(shù)條件的可能性。 提高壓力對(duì)尿素的合成是有利的 ，但過(guò)高使尿素生產(chǎn)成本提高。并且高壓下甲銨對(duì)設(shè)備的腐蝕加劇,高于合成塔頂反應(yīng)物組成和該溫度下的平衡壓力13mpa，使甲銨保持液相來(lái)提高轉(zhuǎn)化率,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,143,反應(yīng)時(shí)間 合成尿素的反應(yīng)時(shí)間主要是指甲銨脫水生成尿素的反應(yīng)時(shí)間，物料在合成塔內(nèi)停留時(shí)間與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖4-61所示。 反應(yīng)時(shí)間影響：尿素的轉(zhuǎn)化率和 生產(chǎn)能力,圖 4-61 停留時(shí)間與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系

44、(壓力=19.6mpa 溫度=180 氨碳比=4.4 水碳比=0.66,一般物料在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間不超過(guò)1h,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,144,3.未反應(yīng)物的分離與回收 (1)減壓加熱法 分離的基本原理 在一定條件下，甲銨可分解為氨和二氧化碳，其反應(yīng)式為： 為了保證未反應(yīng)物的分離與回收盡量完全，工業(yè)生產(chǎn)中一般均采用兩段減壓加熱分離、兩段冷凝回收的方法,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,145,圖4-64 兩段分解兩段吸收示意圖,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,146,2)二氧化碳汽提法 汽提法原理 尿素溶液中的甲銨分解為氨和二氧化碳的反應(yīng)為: nh4coonh2 (1) 2nh3 (g

45、) + co2 (g) h 0 此反應(yīng)為可逆、吸熱、體積增大的反應(yīng)。 在加熱和汽提雙重作用下促使甲銨分解。 二氧化碳汽提工藝條件 通常采用2.20mpa的高壓蒸汽加熱，塔內(nèi)溫度不高于200； 采用與合成塔相同的合成操作壓力進(jìn)行氣提； 汽提塔的液氣比控制在4左右； 汽提塔內(nèi)尿液停留時(shí)間接近1min,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,147,4.尿素溶液的蒸發(fā)和造粒 方法 ：蒸發(fā)造粒法、結(jié)晶造粒法、結(jié)晶法。 (1)尿素溶液的蒸發(fā) 典型的兩段蒸發(fā)工藝條件為一段壓力0.033mpa，溫度130，大部分水分在此蒸出，將溶液濃縮至95%左右；二段壓力0.00330.0067mpa，溫度140，將溶液濃縮至

46、97%以上。 (2)尿素的造粒 造粒的方法可分為造粒塔造粒和造粒機(jī)造粒,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,148,5.尿素生產(chǎn)中的副反應(yīng) (1)縮二脲的生成 (2)尿素的水解 6.尿素生產(chǎn)工藝流程 (1)傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法工藝流程 （2)二氧化碳?xì)馓岱üに嚵鞒?化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,149,4-66,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,150,4-67,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,151,第四節(jié) 醋酸生產(chǎn)技術(shù) the production technology of acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,152,應(yīng)用知識(shí) 1.工業(yè)醋酸主要生產(chǎn)方法及生產(chǎn)特點(diǎn)；

47、 2.羰基合成法生產(chǎn)醋酸主要工藝條件； 3.醋酸生產(chǎn)的基本原理及各種因素對(duì)醋酸生產(chǎn)的影響； 4.醋酸精制的原理及方法。 技能目標(biāo) 1.能分析醋酸生產(chǎn)的主要的工藝條件、化學(xué)平衡及動(dòng)力學(xué)； 2.能看懂醋酸工藝流程圖。 3.能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行醋酸生產(chǎn)操作,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,153,一、生產(chǎn)醋酸的原料 the raw materials for the production of acetic acid 二、醋酸的合成 the synthetize of acetic acid 三、醋酸生產(chǎn)工藝 the processes of producing acetic acid 四、醋酸的精

48、制 purification of acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,154,一、生產(chǎn)醋酸的原料 the raw materials for the production of acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,155,一、生產(chǎn)醋酸的原料,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,156,二、醋酸的合成 the synthetize of acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,157,總反應(yīng)式為： ch3oh + co ch3cooh (4-81,二、醋酸的合成,1.反應(yīng)原理,主反應(yīng),ch3oh + ch3cooh ch3cooch3

49、 + h2o (4-78,hi + ch3cooch3 ch3cooh + ch3i (4-79,ch3i + co + h2o ch3cooh + hi (4-80,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,158,副反應(yīng)： (1)一氧化碳水蒸氣轉(zhuǎn)化及甲烷化,co + h2o co2 + h2 (4-82,ch3oh + h2 ch4 + h2o (4-83) (2)生成丙酸 反應(yīng)器中，氫氣在中間體乙烷基催化劑的作用下與醋酸反應(yīng)生成乙醇,ch3cooh + 2h2 c2h5oh (4-84,c2h5oh +co c2h5 cooh (4-85,催化劑,催化劑,二、醋酸的合成,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/

50、2021,159,反應(yīng)影響因素,反應(yīng)器中水含量的調(diào)節(jié),碘甲烷濃度 6%-7%(wt,銥催化劑和釕促進(jìn)劑的5%(wt%)醋酸金屬鹽的溶液,co的分壓 1.05mpa,醋酸甲酯含量 10%-13%(wt,反應(yīng)溫度 185-190,二、醋酸的合成,腐蝕金屬含量應(yīng)低于50ppm,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,160,三、醋酸生產(chǎn)工藝 the processes of producing acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,161,三、醋酸生產(chǎn)工藝,1.不同醋酸生產(chǎn)方法的比較,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,162,三、醋酸生產(chǎn)工藝,1.不同醋酸生產(chǎn)方法的比較,化學(xué)工業(yè)出版社

51、,3/7/2021,163,三、醋酸生產(chǎn)工藝,1.不同醋酸生產(chǎn)方法的比較,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,164,三、醋酸生產(chǎn)工藝,2.羰基合成法生產(chǎn)工藝,1)高壓法,圖4-68 醋酸高壓羰基化法生產(chǎn)醋酸工藝流程圖 1-反應(yīng)器；2-冷卻器；3-預(yù)熱器；4-低壓分離器；5-尾氣洗滌塔；6-脫氣塔；7-分離塔；8-催化劑分離器；9-共沸蒸餾塔；10-精餾塔,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,165,三、醋酸生產(chǎn)工藝,2.羰基合成法生產(chǎn)工藝,1)低壓法,圖4-69 醋酸低壓羰基化法生產(chǎn)醋酸工藝流程圖 1-反應(yīng)系統(tǒng)；2-洗滌系統(tǒng)；3-輕組分分離塔；4-脫水塔；5-重組分分離塔；6-精制塔,化學(xué)工業(yè)出

52、版社,3/7/2021,166,四、醋酸的精制 purification of acetic acid,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,167,四、醋酸的精制,脫輕組分塔,碘甲烷、醋酸甲酯和大部分水和少量醋酸,碘甲烷、醋酸甲酯,大部分水、少量醋酸,自閃蒸罐來(lái)的蒸汽物料,少部分水和大量醋酸,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,168,拓展知識(shí): 醋酸工業(yè)的發(fā)展與分析 一、國(guó)內(nèi)外醋酸市場(chǎng)生產(chǎn)與發(fā)展分析 二、國(guó)內(nèi)外醋酸生產(chǎn)與生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀 三、醋酸產(chǎn)業(yè)前景分析,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,169,第五節(jié) 聚合過(guò)程polymerization process,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,17

53、0,應(yīng)用知識(shí) 1聚合過(guò)程的基本概念和原理 2聚合過(guò)程實(shí)施方法 3聚酯的生產(chǎn)過(guò)程原理、工藝、主要設(shè)備 技能目標(biāo) 1能夠認(rèn)識(shí)身邊常見(jiàn)的六大聚合物； 2能夠分析具體的聚合物是何種聚合過(guò)程。 3能根據(jù)具體的聚合生產(chǎn)過(guò)程，分析實(shí)施的工藝技術(shù)條件,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,171,提問(wèn),有哪些聚合物可用于人體之外，但能與人體密切接觸。例如：隱形眼鏡。那么隱形眼鏡是用什么聚合物制成的呢?這種材料應(yīng)具有的特性有哪些呢,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,172,一、聚合過(guò)程的基本概念 basic concept of polymerization process 二、聚合過(guò)程的基本原理 fundamen

54、tal principle of polymerization process 三、聚合過(guò)程的實(shí)施方法 polymerization process 四、聚酯的生產(chǎn)過(guò)程 pet production process,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,173,一、聚合過(guò)程的基本概念 basic concept of polymerization process,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,174,人造絲,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,175,尼龍(nylon,滌綸(dacron,特氟隆(teflon,3/7/2021,176,聚苯乙烯泡沫塑料,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,177,

55、式中n為重復(fù)單元數(shù)或鏈節(jié)數(shù)。聚合物的分子量m是重復(fù)單元數(shù)的分子量m0與重復(fù)單元數(shù)n的乘積。 m=nm0,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,178,聚合度,聚合物分子中，單體單元的數(shù)目叫聚合度。 聚合度常用符號(hào) dp (degree of polymerization,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,179,六大塑料,人們已經(jīng)知曉了60000種以上的聚合物。我們通常所碰到的大量塑料是六大品種： 低密度聚乙烯(ldpe) 高密度聚乙烯(hdpe) 聚丙烯(pp) 聚苯乙烯(ps) 聚氯乙烯(pvc) 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet或pete,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,180,做一做,熟悉聚

56、合物的一種良好途徑就是收集各種類型的聚合物制品并注意觀察。 收集你居所里各種各樣的塑料制品：塑料袋、飲料瓶、cd盒、聚苯乙烯泡沫塑料杯子、尼龍背包及手邊的任何東西。列表寫(xiě)出這些物品并注明這些聚合物的特性，包括顏色、透明度、撓性、彈性、硬度及其他所有可以用來(lái)劃分和識(shí)別塑料的特性。嘗試著判斷哪些物品是由同一種材料制造的,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,181,二、聚合過(guò)程的基本原理 fundamental principle of polymerization process,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,182,二、聚合過(guò)程的基本原理,圖4-70 乙烯的聚合反應(yīng),化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2

57、021,183,圖4-71 hdpe高密度聚乙烯：ldpe 低密度聚乙烯,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,184,三、聚合過(guò)程的實(shí)施方法 polymerization process,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7/2021,185,三、聚合過(guò)程的實(shí)施方法,由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，連鎖聚合和逐步聚合。 烯類單體的加聚反應(yīng)大部分屬于連鎖聚合，根據(jù)活性中心的不同可分為自由基聚合、陽(yáng)離子聚合和陰離子聚合、配位離子型聚合等類型。 在聚合物生產(chǎn)中以自由基聚合占領(lǐng)先地位，目前仍占較大比重。自由基聚合實(shí)施方法主要有本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合等四種方法,化學(xué)工業(yè)出版社,3/7