化工工艺学第二章

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1、第2章化工原料及其初步加工原料是化工产品生产的物质基础，是化学反应的参与物，原料不仅直接影响了产品的性能、成本，而且直接影响到工艺过程和工艺条件，影响到人力和财力的投入，也影响到物质消耗和能量消耗。§2.1化学矿物一、化学矿物种类我国矿产资源丰富，已探明储量的有20多个矿种。如硫铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝石、镁盐、沸石盐、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石等，其中硫铁矿、重晶石、芒硝及磷矿储量居世界前列，稀土矿居世界首位。二、磷矿、硫铁矿和硼矿资源资源比较丰富，但分布不均衡高品位矿储量比较

2、少选矿比较为困难，利用较为复杂1、资源特点2、主要利用方式磷矿：85％用于制造磷肥。生产工艺：酸法磷肥和热法磷肥。硫铁矿：主要用于生产硫酸，但已逐渐被其它工艺取代。硼矿：用于生产硼酸、硼砂、单质硼和硼酸盐。§2.2天然气一、天然气的组成和分类1、主要成分：甲烷（CH4），2、天然气的分类：从组成和性质上分为干气和湿气。干气——主要成分为CH4，其次是C2H6，C3H8，C4H10，将它稍加压缩不会有液体产生。湿气——除含CH4和C2H6低碳烷烃外，还含有少量轻汽油，对它稍加压缩就有汽油析出来。二、天然气的加工利用目前天然气主要用于制：合成氨、合成甲醇、羰基合成、低碳炔

3、烃和烯烃、甲烷的各种衍生物。1、天然气制合成氨工艺选择：烃类蒸气催化转化合成氨的合成气要求：H2/N2＝3、CH4％<0.3%2、天然气制合成甲醇合成气组成：H2和CO合成甲醇中催化剂的选择：锌、铬催化剂：压力30MPa、反应温度350－420℃铜基催化剂：压力5-10MPa、反应温度230－290℃3、天然气用于羰基合成（氢甲酰化反应）羰基合成：一氧化碳和氢与烯烃在催化剂的存在和压力下生成比原来所用烯烃多一个碳原子的脂肪醛的过程催化剂：钴或铑的羰基络合物如主要采用八羰基二钴【Co2(CO)8】§2.3石油一、石油的性质、组成和分类原油是一种有气味的粘稠液体，其色泽一

4、般是黄到黑褐色或青色，相以密度为0.75~1.0，热值43.5-46MJ/kg，是多种烃类（烷烃、环烷烃和芳烃等）的复杂混合物，并含有少量的硫、氧和氮的有机化合物，平均碳含量为85%~87%，平均氢含量11%~14%，O、S、N含量合计为1%。工业上也常按原油的化学组成来分类，可分为:石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油三类。二、原油的预处理原油由于储存条件、开采工艺等原因，开采出的原油不仅含有泥沙、铁锈等固体杂质，而且还含有大量的水份（含有钠、钙、镁等盐类物质），形成油包水型乳化液。广泛采用加破乳剂和高压电场联合作用的脱盐方法。即所谓的电脱盐脱水。水的危害：增加燃料消

5、耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负荷。盐的危害：腐蚀设备，堵塞管路，影响油品的二次加工。预处理目标：盐的含量小于3mg/L，水的含量小于0.2%二级电脱盐原理流程图原油自油罐抽出、与破乳剂、洗涤水按比例混合后经预热送入一级电脱盐罐进行第一次脱盐、脱水。在电脱盐罐内，在破乳剂和高压电场的共同作用下，乳化液被破坏，小水滴聚结生成大水滴，通过沉降分离，排出污水。一级电脱盐的脱盐效率为90~95%。经一级脱盐后的原油再与破乳剂及洗涤水混合后送入二级电脱盐罐进行第二次脱盐、脱水。二级电脱盐污水含水量盐量不高，可将它回流到一级混合阀前，这样既节省用水又减少含盐污水的排出量。电脱盐罐注水的

6、目的：溶解原油中的结晶盐；同时减弱乳化剂的作用，有利于水滴的聚集三、原油的常减压蒸馏石油经预热至200~240℃后，入初馏塔。轻汽油和水蒸气由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水和未凝气体，得轻汽油（即石脑油），未凝气体称为“原油拔顶气”，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。初馏塔底油料，经加热炉加热至360~370℃后，进入常压塔，塔顶出汽油，第一侧线出煤油，第二侧线出柴油，并冠以“直馏”，以表示它们是由原油直接蒸馏得到的。将常压塔釜重油在加热炉中加热至380~400℃后，进入减压蒸馏塔。减压塔侧线和常压塔三、四线油，总称为“常减压馏分油”——用作炼油厂的催化裂化等

7、装置的原料。原油的常减压蒸馏流程评价汽油质量的指标：馏分组分、安定性和辛烷值提高汽油辛烷值的办法：添加四醋酸铅用催化裂化、催化重整方法调整汽油中烃类的组成添加高辛烷值组分如甲基叔丁基醚、异构化油等四、原油的二次加工二次加工的必要性：采用常减压蒸馏得到的轻质油仅有10%-40%,而国民经济的发展需要大量的轻质油，轻质油：重质油：润滑油产率比为20:6:1。二次加工方法：热裂化、催化裂化、加氢裂化和催化重整二次加工：把重质馏分及渣油的化学结构进行破坏，使之生成汽油、煤油、柴油和气体等轻质油品的过程。1、热裂化热裂化分类：高压热裂化（2.0-7.0MPa,