化工生產原料剖析

化工生產原料剖析第1頁/共22頁石油及其化工利用第2頁/共22頁教學目標了解石油及其組成了解石油的加工方式了解石油的化工產品第3頁/共22頁教學重難點掌握石油的組成成分掌握石油原油的常，減壓蒸餾掌握石油原油的催化裂化掌握石油原油中石腦油的催化重整掌握石油原油的催化加氫裂化掌握石油原油的熱裂解掌握常見石油化工產品第4頁/共22頁石油及其組成石油：石油是蘊藏于地球表面以下的可燃性液態(tài)礦物質。原油：開采出來而未經加工的石油稱為原油。原油的特點：黃褐色至棕黑色的黏稠液體，具有特殊的氣味，不溶于水，相對密度為0.75~1.0，其密度與組成有關。石油的組成：石油的組成很復雜，主要是碳，氫元素組成的各種烴類的混合物，還有少量含氮、硫和氧的有機化合物以及微量的無機鹽和水。各種元素的質量分數分別為：碳83%~87%，氫11%~14%，硫、氮、氧1%。第5頁/共22頁石油及其組成石油中的化合物大致分為：烴類、非烴類、膠質以及瀝青三類。烴類烷烴環(huán)烷烴芳香烴烷烴占50%~70%（質量分數）第6頁/共22頁石油及其組成主要成分直鏈烷烴為主的石蠟基石油環(huán)烷烴為主的瀝青基石油介于兩者之間的中間基石油注：我國所產石油多屬低硫石蠟基石油第7頁/共22頁石油及其組成石油中的非烴類化合物，主要是含硫、氮和氧等雜原子的有機化合物，如：硫化氫、硫醇、硫醚、噻吩等，吡啶、喹啉、咔唑等，環(huán)烷酸、脂肪酸和酚類。膠質和瀝青是由結構復雜、大分子量的環(huán)烷烴、稠環(huán)芳香烴、含雜原子的環(huán)狀化合物等構成的混合物，存在于沸點高于500℃的蒸餾加工渣油中。第8頁/共22頁石油的加工原油的加工一次加工二次加工一次加工主要是原油的脫鹽、脫水等預處理和常、減壓蒸餾等物理過程二次加工主要為化學及物理過程，如催化裂化、催化重整、加氫裂化等第9頁/共22頁石油加工的各類產品及其沸點范圍和主要用途產品沸點范圍∕℃大致組成主要用途石油氣<40C1~C4燃料、化工原料石油醚40~60C5~C6溶劑汽油50~205C7~C9內燃機燃料溶劑油150~200C9~C11橡膠、油漆等用溶劑航空煤油145~245C10~C15航空燃料煤油160~310C11~C16燃料、工業(yè)洗滌油柴油180~350C16~C18柴油機燃料機械油>350C16~C20機械潤滑凡士林>350C18~C22制藥、防銹涂料石蠟>350C20~C24制皂、制蠟、脂肪酸、造型燃料油>350船用燃料、鍋爐燃料瀝青>350防腐絕緣、建筑及鋪路材料石油焦用于制造電石、炭精棒第10頁/共22頁常、減壓蒸餾蒸餾：利用原油中各組分的沸點不同，按沸點范圍（沸程）將其分割成不同的餾分（油品）的操作。常、減壓蒸餾：先在常壓下進行蒸餾操作，而后根據物質的沸點隨外界壓力降低而下降的規(guī)律，再在減壓條件下進行蒸餾操作。原油蒸餾前準備條件：脫鹽、脫水處理（減少設備腐蝕、降低能量消耗），要求原油含鹽量不大于0.05kg∕m3、含水量不超過0.2%。常壓蒸餾條件：常壓和300~400℃條件下進行。在常壓塔的不同高度分別采出汽油、煤油、柴油等；塔底采出的是常壓重油，沸點高于350℃的是常壓渣油，其中含有重柴油、潤滑油、瀝青等。將常壓渣油加熱至380~400℃，送至減壓蒸餾塔進行減壓蒸餾，從而獲得減壓柴油、減壓餾分油、減壓渣油等。第11頁/共22頁第12頁/共22頁催化裂化催化裂化：以常、減壓蒸餾的重質油（如直餾柴油、重柴油、減壓柴油或潤滑油，甚至渣油）為原料，在催化劑作用下使碳原子在18個以上的大分子烴類裂化生成較小的烴分子。催化裂化是石油二次加工的重要方法之一，其目的是提高汽油的質量和產量。催化裂化的條件：催化劑多為X型或Y型結晶硅酸鋁鹽，裂化反應設備為流化床反應器，催化裂化的條件一般為450~530℃、0.1～0.3MPa。催化裂化的產物：獲得高質量的汽油、柴油、鍋爐燃油、液化氣等。第13頁/共22頁第14頁/共22頁催化重整催化重整：是以低辛烷值的石腦油為原料，在鉑、鉑-錸、鉑-銥等催化劑作用及氫氣的存在下，轉化為高辛烷值、較高芳烴含量的汽油或生產芳香烴的加工過程。重整反應：主要是烷烴脫氫環(huán)化、環(huán)烷烴脫氫和異構化及脫氫芳構化、直鏈烷烴異構化和加氫裂化等，氫氣的作用是抑制烴類的深度裂解。催化重整的條件：反應器是固定床、移動床，操作條件一般為425~525℃、0.7～3.5MPa。第15頁/共22頁第16頁/共22頁催化加氫裂化催化加氫裂化：是生產航空汽油、汽油或重整原料油（石腦油）等產品的二次加工過程，加氫裂化原料為重柴油、減壓柴油、減壓渣油等重質油，特別適合含氮、硫和金屬較高而不宜催化裂化或重整的重質油。催化加氫裂化的催化劑：鎳Ni、鉬Mo、鎢W、鈷Co等非貴金屬的氧化物和鉑Pt、鉛Pd等貴金屬的氧化物。催化加氫裂化:根據操作壓力的不同，分為高壓法和中壓法兩種。高壓法的壓力為10MPa以上，溫度為370~450℃；中壓法的壓力為5～10MPa,溫度為370～380℃。加氫裂化是氣-液-固相催化反應過程，反應設備是滴流床或膨脹流化床。第17頁/共22頁熱裂解熱裂解：是生產乙烯、丙烯等低級烯烴的加工過程。熱裂解是較高級的烷烴在750~900℃高溫下發(fā)生裂解，反應生成乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，同時獲得苯、甲苯、二甲苯和乙苯等化工原料。熱裂解的原料：乙烷、丙烷、石腦油、煤油、柴油和常減壓瓦斯油等。第18頁/共22頁石油化工產品1、石油是現代化學工業(yè)的重要資源之一，大約90%的化工產品來自于石油和天然氣。2、重要的有機化工生產原料如“三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）、“三苯”（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘等均為石油化工產品第19頁/共22頁由石油加工制取燃料和化工