典型化工生产技术PPT学习教案

1、会计学1典型化工生产技术典型化工生产技术12/9/20212化学工业出版社第1页/共203页理解化工单元反应技术的原理及影响因素，掌握化工生产技术的概念；熟悉烃类热裂解、合成气制甲醇和合成氨、甲醇羰基化合成醋酸、聚合等生产技术的特点及工业应用。理解化工单元反应技术的原理及影响因素，掌握化工生产技术的概念；熟悉烃类热裂解、合成气制甲醇和合成氨、甲醇羰基化合成醋酸、聚合等生产技术的特点及工业应用。能以工程的观念、经济的观点和市场的观念，选择合适的工艺生产方法。能以工程的观念、经济的观点和市场的观念，选择合适的工艺生产方法。通过对单元反应过程的举例，了解其各自的规律，从而提高学生对开发新产品及对现工

2、艺过程技改的兴趣。通过对单元反应过程的举例，了解其各自的规律，从而提高学生对开发新产品及对现工艺过程技改的兴趣。12/9/20213化学工业出版社第2页/共203页12/9/20214化学工业出版社第3页/共203页12/9/20215化学工业出版社第4页/共203页12/9/20216化学工业出版社第5页/共203页扬子乙烯烯烃厂扬子乙烯烯烃厂12/9/20217化学工业出版社第6页/共203页裂解单元裂解单元开工锅炉单开工锅炉单元元废碱处理单废碱处理单元元污水处理单污水处理单元元裂解罐区裂解罐区液液萃取、甲苯再生、三段氧化反应、废液中和液液萃取、甲苯再生、三段氧化反应、废液中和热裂解、分馏

3、、裂解气压缩、热裂解、分馏、裂解气压缩、C2加氢、脱丙烷、脱甲烷、乙烯加氢、脱丙烷、脱甲烷、乙烯精馏、精馏、C3加氢、丙烯精馏、加氢、丙烯精馏、C4加氢、甲烷化加氢、甲烷化燃料气蒸发、锅炉给水除氧器、蒸汽锅炉燃料气蒸发、锅炉给水除氧器、蒸汽锅炉其它单元其它单元贮存裂解装置、汽油加氢装置、芳烃抽提装置的原料及产品，另贮存裂解装置、汽油加氢装置、芳烃抽提装置的原料及产品，另外包括活性碳吸附单元和外包括活性碳吸附单元和SCTF火炬单元火炬单元排放气控制系统、火炬系统、化学品注入、排放气控制系统、火炬系统、化学品注入、SHP锅炉给水单元、锅炉给水单元、蒸汽系统蒸汽系统对裂解装置、汽油加氢装置、芳烃抽提

4、装置生产过程中的污水进对裂解装置、汽油加氢装置、芳烃抽提装置生产过程中的污水进行预处理行预处理12/9/20218化学工业出版社第7页/共203页冷箱冷箱乙烯热泵乙烯热泵UCS裂解炉裂解炉裂解气压缩机裂解气压缩机C2R&C3R复叠式复叠式制冷压缩机制冷压缩机尾气膨胀机尾气膨胀机&尾气压缩机尾气压缩机加氢反应器加氢反应器离心式压缩机离心式压缩机C4加氢反应器加氢反应器C3加氢反应器加氢反应器C2加氢反应器加氢反应器干燥器干燥器12/9/20219化学工业出版社第8页/共203页12/9/202110化学工业出版社第9页/共203页2.2.烃类热裂解的原料及评价烃类热裂解的原料及评

5、价(1)(1)烃类裂解的原料烃类裂解的原料 烃类裂解的原料主要有气态烃和液态烃。烃类裂解的原料主要有气态烃和液态烃。|气态烃气态烃碳四及以下的烃，主要来自天然气、油田气、炼碳四及以下的烃，主要来自天然气、油田气、炼厂气厂气( (石油加工过程中所产气体的总称石油加工过程中所产气体的总称) )；|液态烃液态烃石脑油、煤油、汽油、柴油等。石脑油、煤油、汽油、柴油等。 12/9/202111化学工业出版社第10页/共203页原料罐区原料罐区12/9/202112化学工业出版社第11页/共203页丙烯丙烯裂解炉裂解炉芳烃抽提芳烃抽提分离系统分离系统加氢汽油加氢汽油循环气进料循环气进料全加氢或部分加氢循环

6、全加氢或部分加氢循环C4C6-C8芳烃抽余液芳烃抽余液加氢加氢C5切割切割C2/C3循环气循环气轻石脑油轻石脑油乙烯乙烯燃料气燃料气甲烷甲烷燃料油燃料油C4加氢加氢218.5T/H3.31T/H13.4/C2+2.9/C3 T/H10.1T/H3.8T/H图图4-1 某企业裂解原料来源示意图某企业裂解原料来源示意图12/9/202113化学工业出版社第12页/共203页示。12/9/202114化学工业出版社第13页/共203页烃产率烃产率 （质量）（质量）原料氢含量原料氢含量 （质量）（质量）乙烷丙烷正丁烷轻石脑油重石脑油轻柴油原油氢含量氢含量乙烯产率乙烯产率甲烷产率甲烷产率C5产率产率原料

7、氢含量对裂解产物产率的影响原料氢含量对裂解产物产率的影响403020100101816141212/9/202115化学工业出版社第14页/共203页12/9/202116化学工业出版社第15页/共203页图图4-3 柴油裂解柴油裂解BMCI值与乙烯收率的关系值与乙烯收率的关系 12/9/202117化学工业出版社第16页/共203页原料品质排序：原料品质排序：乙烷乙烷大分子直链烷烃大分子直链烷烃异构烷烃异构烷烃环烷烃环烷烃烯烃烯烃芳烃芳烃12/9/202118化学工业出版社第17页/共203页12/9/202119化学工业出版社第18页/共203页乙烯收率乙烯收率烃进料量烃进料量DSDS进料

8、量进料量COILCOIL出口压力出口压力COILCOIL出口温度出口温度调节手段调节手段可调整因素可调整因素相对不可调整因素相对不可调整因素12/9/202120化学工业出版社第19页/共203页图图4-4 烃类热裂解过程反应图示烃类热裂解过程反应图示 (烃类热裂解过程是化学工业获取重要基本有机原料的主要手段。烃类热裂解过程是化学工业获取重要基本有机原料的主要手段。 烃类热裂解过程可获得乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子，而且这些分烃类热裂解过程可获得乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子，而且这些分子中具有双健，化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共聚、偶联、自聚子中具有双健，化学性质活泼，能与许多

9、物质发生加成、共聚、偶联、自聚等反应，生成一系列重要的产物等反应，生成一系列重要的产物. .12/9/202121化学工业出版社第20页/共203页12/9/202122化学工业出版社第21页/共203页12/9/202123化学工业出版社第22页/共203页12/9/202124化学工业出版社第23页/共203页12/9/202125化学工业出版社第24页/共203页12/9/202126化学工业出版社第25页/共203页403020100裂解气中的乙烯含量，（体积）裂解气中的乙烯含量，（体积）停留时间停留时间 t ，秒，秒83579581512/9/202127化学工业出版社第26页/共2

10、03页改变压力(即改变反应物浓度)对反应速率的影响也不同，所以降低烃分压，有利于提高一次反应对二次反应的相对速率，也有利于提高乙烯的收率。|由于高温裂解减压操作很不安全，工业上常采用加入稀释剂来降低烃分压。一般常用加水蒸气的方法来达到降低烃分压的目的。12/9/202128化学工业出版社第27页/共203页4648505254焦产率焦产率 ，（质量），（质量）乙烯产率乙烯产率 ，（质量，（质量）汽汽/ /烃比烃比 （质量）（质量）乙烯焦12/9/202129化学工业出版社第28页/共203页裂解炉型裂解炉型裂解原料裂解原料稀释蒸汽比稀释蒸汽比USC-M乙烷乙烷+丙烷丙烷0.3USC-UNAP+

11、0.5扬子石化装置原料的稀释蒸汽比扬子石化装置原料的稀释蒸汽比12/9/202130化学工业出版社第29页/共203页国内大都采用的鲁姆斯公司的SRT炉型和凯洛格公司的USRT炉型。12/9/202131化学工业出版社第30页/共203页12/9/202132化学工业出版社第31页/共203页图图4-6 裂解炉结构示意图裂解炉结构示意图 12/9/202133化学工业出版社第32页/共203页表表4-3 SRT型裂解炉辐射段炉管排布形式型裂解炉辐射段炉管排布形式 12/9/202134化学工业出版社第33页/共203页图图4-7 轻烃裂解工艺示意图轻烃裂解工艺示意图 12/9/202135化学

12、工业出版社第34页/共203页图图4-8 馏分油裂解工艺示意图馏分油裂解工艺示意图 12/9/202136化学工业出版社第35页/共203页12/9/202137化学工业出版社第36页/共203页12/9/202138化学工业出版社第37页/共203页图中气体净化是为了脱除杂质，以排除对后续操作的干扰图中气体净化是为了脱除杂质，以排除对后续操作的干扰和提纯产品，可称为产品和提纯产品，可称为产品精馏前的准备精馏前的准备；压缩、制冷是为；压缩、制冷是为后续分离创造必要条件，是后续分离创造必要条件，是保证系统保证系统。精馏分离精馏分离是获得合是获得合格单一产品的系统，是整个分离过程的格单一产品的系统

13、，是整个分离过程的核心核心。图图4-9 深冷分离流程示意图深冷分离流程示意图 12/9/202139化学工业出版社第38页/共203页12/9/202140化学工业出版社第39页/共203页22322CONaOHNa COH O 22222H SNaOHNa SH O 12/9/202141化学工业出版社第40页/共203页图图4-10 两段碱洗和一段水洗工艺流程工艺流程两段碱洗和一段水洗工艺流程工艺流程 12/9/202142化学工业出版社第41页/共203页最小流量最小流量 四返四四返四裂解气干燥器裂解气干燥器高压锅炉给水高压锅炉给水水去四段吸入罐水去四段吸入罐液相干燥器液相干燥器返回四段

14、吸入罐返回四段吸入罐P-380A/B甲苯甲苯QW裂解气裂解气25%碱液碱液复水复水10%碱液罐N2去脱油罐去脱油罐TCTCLCLCLCLCFCFCFCFCH2S0.3ppm/CO21.5ppm60.0T/H4.5T/H55.2T/H55.2T/H5241.0C3R7.1LCFCPC12.8NEXT12/9/202143化学工业出版社第42页/共203页12/9/202144化学工业出版社第43页/共203页图图4-11 乙醇胺脱除酸性气工艺流程乙醇胺脱除酸性气工艺流程 12/9/202145化学工业出版社第44页/共203页12/9/202146化学工业出版社第45页/共203页12/9/20

15、2147化学工业出版社第46页/共203页图图4-12 活性氧化铝和分子筛的等温吸附曲线和等压吸附曲线活性氧化铝和分子筛的等温吸附曲线和等压吸附曲线 目前工业上，裂解气干燥脱水均采用目前工业上，裂解气干燥脱水均采用3A分子筛。分子筛。 12/9/202148化学工业出版社第47页/共203页201510025水平衡吸附容量水平衡吸附容量 温度温度 5210150100502%残余水残余水分分本装置吸附操作点本装置吸附操作点 12.0 12.0 C C本装置再生操作点本装置再生操作点 204 204 C C12/9/202149化学工业出版社第48页/共203页12/9/202150化学工业出版

16、社第49页/共203页优缺点比较：优缺点比较：X前加氢利用裂解气中含有的氢进行加氢反应，流程简化，节省投资，前加氢利用裂解气中含有的氢进行加氢反应，流程简化，节省投资，但它的最大缺陷是催化剂的选择性差。但它的最大缺陷是催化剂的选择性差。X后加氢过程优点是催化剂的选择性好。温度较易控制，不易发生飞温后加氢过程优点是催化剂的选择性好。温度较易控制，不易发生飞温的问题。正因为如此，目前工业中以采用后加氢为主。的问题。正因为如此，目前工业中以采用后加氢为主。12/9/202151化学工业出版社第50页/共203页图图4-14 两段绝热床加氢工艺流程两段绝热床加氢工艺流程 12/9/202152化学工业

17、出版社第51页/共203页12/9/202153化学工业出版社第52页/共203页图图4-15 DMF溶剂吸收法脱乙炔工艺流程溶剂吸收法脱乙炔工艺流程(Lummus) 12/9/202154化学工业出版社第53页/共203页透平透平表面表面冷凝器冷凝器复水系统复水系统油路系统油路系统复水泵复水泵真空泵真空泵大气大气安全阀安全阀泄漏蒸汽泄漏蒸汽冷凝器冷凝器密封油密封油系统系统控制油控制油系统系统润滑油润滑油系统系统调速机构调速机构压缩机压缩机油箱、油泵油箱、油泵油冷器、油冷器、高位槽、高位槽、储压器、储压器、等等吸入吸入&段间段间冷却设备冷却设备洗油系统洗油系统密封密封系统系统密封装置密

18、封装置缓冲气缓冲气防喘振防喘振控制系统控制系统汽轮机汽轮机&压缩机机组构成压缩机机组构成12/9/202155化学工业出版社第54页/共203页n3.04.0 -96n 0.61.0 -130n 0.150.3 -14012/9/202156化学工业出版社第55页/共203页图图4-16 单段压缩与多段压缩在单段压缩与多段压缩在pV图上的比较图上的比较 12/9/202157化学工业出版社第56页/共203页图图4-17 裂解气五段压缩工艺流程裂解气五段压缩工艺流程 12/9/202158化学工业出版社第57页/共203页其实质是冷凝精馏过程。12/9/202159化学工业出版社第58

19、页/共203页12/9/202160化学工业出版社第59页/共203页图图4-22 顺序流程示意图顺序流程示意图12/9/202161化学工业出版社第60页/共203页 当要求进入深冷系统的物料量愈少愈好时，可采用当要求进入深冷系统的物料量愈少愈好时，可采用前脱乙烷流程前脱乙烷流程。裂解裂解气先经脱乙烷塔分离，釜液为气先经脱乙烷塔分离，釜液为C3以上馏分，可不进深冷系统，在脱丙塔中从塔以上馏分，可不进深冷系统，在脱丙塔中从塔顶得到顶得到C3馏分，送往丙烯精馏塔，在塔顶与塔底分别得到丙烯和丙烷。脱乙烷馏分，送往丙烯精馏塔，在塔顶与塔底分别得到丙烯和丙烷。脱乙烷塔的塔顶为塔的塔顶为CH4.H2.C

20、2馏分进入深冷系统，在脱甲塔中塔顶得到馏分进入深冷系统，在脱甲塔中塔顶得到CH4.H2，塔底的，塔底的C2馏分再进入乙烯精馏塔，在该塔顶部得到乙烯，在底部得到乙烷。馏分再进入乙烯精馏塔，在该塔顶部得到乙烯，在底部得到乙烷。 图图4-23 前脱乙烷流程图前脱乙烷流程图12/9/202162化学工业出版社第61页/共203页图图4-24 前脱丙烷流程示意图前脱丙烷流程示意图12/9/202163化学工业出版社第62页/共203页12/9/202164化学工业出版社第63页/共203页表表4-9 深冷分离系统冷量消耗分配深冷分离系统冷量消耗分配 12/9/202165化学工业出版社第64页/共203

21、页低，以确保乙烯产品质量。12/9/202166化学工业出版社第65页/共203页18.5T/H-45.9 31.31kg/cm2NEXT-25脱乙烷塔塔顶过冷液C-410C-420C-415E-412E-413E-418E-420E-404LCLCLC81344-35-43.5-50.4 40.45T/H80.4 33.42kg/cm2 43.1T/H146.0T/H 14.18T/H83.4T/H62.6T/H33.6kg/cm2E-401V-411LCLCLCLCFCTCTC脱乙烷塔23.4T/H -43.2 31.45kg/cm2去乙烯精馏塔高压脱丙烷塔回流罐凝液循环乙烷 35 9.3

22、9kg/cm2 去E403 -34.0 13.6T/H-25-36.3去乙烯精馏塔 H高液位超驰C3R15.1T/H -82.328.1T/H去E426甲烷产品去E411 1.1T/H-67.4乙烯冷剂83.8乙烯冷剂去E41112.62T/H -98.5 30.4kg/cm220T/H -55.1 31.17kg/cm2低液位超驰低温超驰LCTCFCLCC3RC3R142755TCFCLC低液位超驰C2R-101.6去E415 低液位时超驰脱乙烷塔12/9/202167第66页/共203页12/9/202168化学工业出版社第67页/共203页脱甲烷塔E-427E-426氢气低压乙烯X421

23、尾气循环乙烷丙烯冷剂甲烷产品氢气甲烷产品X421尾气塔顶气C2R冷剂C2R冷剂氢气X421尾气X420尾气尾气裂解气氢气尾气裂解气氢气尾气K421X420K420X421乙烯冷剂10129。342热丙烯30-34 31.43939-20.0 2.3kg/cm2 3935.2 4.92kg/cm2 再生气pcpcpcTCTCTCTCLCLCLCFCFC来自E412裂解气E411E41312/9/202169第68页/共203页板翅式换热器板束结构图板翅式换热器板束结构图翅片结构型式翅片结构型式a光直形翅片；光直形翅片；b锯齿形翅片；锯齿形翅片；c多孔形翅多孔形翅片片12/9/202170化学工业

24、出版社第69页/共203页图图4-28前脱氢高压脱甲烷工艺流程前脱氢高压脱甲烷工艺流程 12/9/202171化学工业出版社第70页/共203页12/9/202172化学工业出版社第71页/共203页图图4-32非绝热精馏塔的示意图非绝热精馏塔的示意图 中间冷凝器和中间再沸器中间冷凝器和中间再沸器12/9/202173化学工业出版社第72页/共203页12/9/202174化学工业出版社第73页/共203页12/9/202175化学工业出版社第74页/共203页n应用知识n1合成气和甲醇的生产方法及特n4能根据生产情况和要求选择适宜的甲醇原料路线。12/9/202176化学工业出版社第75页/

25、共203页12/9/202177化学工业出版社第76页/共203页12/9/202178化学工业出版社第77页/共203页12/9/202179化学工业出版社第78页/共203页气体组成，生成符合要求的水煤气用于甲醇的生产，半水煤气供合成氨之用。煤炭制合成气的基本步骤煤炭制合成气的基本步骤12/9/202180化学工业出版社第79页/共203页图图4-33 渣油制合成气的基本步骤渣油制合成气的基本步骤12/9/202181化学工业出版社第80页/共203页图图 4-34 天然气制合成气的基本步骤天然气制合成气的基本步骤12/9/202182化学工业出版社第81页/共203页图图4-35 甲醇生

26、产流程甲醇生产流程12/9/202183化学工业出版社第82页/共203页=165 kJ/mol (4-40)nCO + H2O CO2 + 3H2=-41.2kJ/mol (4-41)298H298H298H12/9/202184化学工业出版社第83页/共203页298H298H298H12/9/202185化学工业出版社第84页/共203页n作用：抑制熔结过程，防止镍晶粒长大，使镍高度分散，具有较稳的高活性，延长使用寿命并提高抗硫抗析炭能力12/9/202186化学工业出版社第85页/共203页温度温度甲烷蒸汽转化管式炉的平衡温距约为甲烷蒸汽转化管式炉的平衡温距约为1015。 压力压力实际

27、生产装置的操作压力为实际生产装置的操作压力为3.55.0 Mpa。 空速空速空速不宜过高，否则气体在反应器中停留时间过少，甲烷转化率降低，出口气中甲烷残余含量增加；空速提高，炉管的热负荷提高，同时增加了床层阻力。空速不宜过高，否则气体在反应器中停留时间过少，甲烷转化率降低，出口气中甲烷残余含量增加；空速提高，炉管的热负荷提高，同时增加了床层阻力。水碳比水碳比水碳比控制在水碳比控制在3.5左右。左右。 12/9/202187化学工业出版社第86页/共203页图图4-36 Kellogg (凯洛格凯洛格)法顶烧炉型法顶烧炉型图图4-37 Topse法侧烧炉型法侧烧炉型12/9/202188化学工业

28、出版社第87页/共203页6湿法脱硫湿法脱硫6物理吸收法：低温甲醇法、物理吸收法：低温甲醇法、 聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法等聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法等6化学吸收法：烷基醇胺法、碱性盐溶液法化学吸收法：烷基醇胺法、碱性盐溶液法6湿式氧化法：改良湿式氧化法：改良ADA法、栲胶法、法、栲胶法、PDS法法 及络合铁法等及络合铁法等6物理化学吸收法：环丁砜法物理化学吸收法：环丁砜法 6湿法脱硫具有吸收速率快、生产强度大、脱硫过程连续、溶液再生等特点，适用于硫化氢含量较高、净化度要求不太高的场合。湿法脱硫具有吸收速率快、生产强度大、脱硫过程连续、溶液再生等特点，适用于硫化氢含量较高、净化度要求不太高

29、的场合。(5)脱硫脱硫12/9/202189化学工业出版社第88页/共203页12/9/202190化学工业出版社第89页/共203页12/9/202191化学工业出版社第90页/共203页(4-48)n CO2+ H2 CO+H2O(4-49)298H12/9/202192化学工业出版社第91页/共203页12/9/202193化学工业出版社第92页/共203页锌锌-铬系催化剂铬系催化剂铜基催化剂铜基催化剂其主要成分为其主要成分为CuO和和ZnO，还需加入，还需加入Al2O3或或Cr2O3为助催化剂，提高催化剂的热稳定性、活性及寿命。为助催化剂，提高催化剂的热稳定性、活性及寿命。 铜基催化剂

30、在使用前必须还原成金属铜或低价铜才有活性。铜基催化剂在使用前必须还原成金属铜或低价铜才有活性。 缺点是该催化剂对原料气中的杂质要求严格，特别是硫含量，必须精制脱硫使硫含量小于缺点是该催化剂对原料气中的杂质要求严格，特别是硫含量，必须精制脱硫使硫含量小于0.1ppm。 锌锌-铬系催化剂使用寿命长，使用范围宽，操作控制容易，耐热性好，抗毒性强，机械强度高；但其活性温度高，一般在铬系催化剂使用寿命长，使用范围宽，操作控制容易，耐热性好，抗毒性强，机械强度高；但其活性温度高，一般在380-400之间，为了获得较高的转化率，必须在高压下操作，操作压力可达之间，为了获得较高的转化率，必须在高压下操作，操作

31、压力可达25 - 35MPa，目前逐步被淘汰。，目前逐步被淘汰。 12/9/202194化学工业出版社第93页/共203页温度温度锌铬催化剂的活性温度为锌铬催化剂的活性温度为620-690K，铜基催化剂的活性温度为铜基催化剂的活性温度为470-560K。 压力压力锌铬催化剂压力为锌铬催化剂压力为25-35MPa； 铜基催化剂反应压力可降到铜基催化剂反应压力可降到5-10MPa。 空速空速铜基催化剂时采用的空速为铜基催化剂时采用的空速为10000-20000h-1之间。之间。 氢碳比氢碳比铜基催化剂，铜基催化剂，H2/CO为为2.2-3.0，锌铬催化剂，锌铬催化剂，H2/CO为为4.5左右。左右

32、。12/9/202195化学工业出版社第94页/共203页图图4-41 Lurgi型甲醇合成塔型甲醇合成塔12/9/202196化学工业出版社第95页/共203页图4-42 ICI多段冷激式 甲醇反应器12/9/202197化学工业出版社第96页/共203页图图 4-43 甲醇合成的工序的原则流程图甲醇合成的工序的原则流程图12/9/202198化学工业出版社第97页/共203页图图 4-44 ICI低压甲醇合成工艺流程低压甲醇合成工艺流程1-原料气压缩机原料气压缩机 2,4-冷却器冷却器 3,5-分离器分离器 6-循环气压缩机循环气压缩机 7-热交换器热交换器 8-合成塔合成塔 9-开工加热

33、器开工加热器 10-甲醇冷凝器甲醇冷凝器 11-甲醇分离器甲醇分离器 12-中间贮槽中间贮槽12/9/202199化学工业出版社第98页/共203页12/9/2021100化学工业出版社第99页/共203页原料及合成条件原料及合成条件主要组分主要组分 (质量分数质量分数)甲醇甲醇水水二甲醚二甲醚乙醇乙醇异丁醇异丁醇醛酮醛酮 天然气天然气5MPa，约，约290，铜基催化剂铜基催化剂81.518.370.0160.0350.0070.002煤煤32MPa，360-380锌铬催化剂锌铬催化剂83-976-132-40.1530.004表表4-15 粗甲醇的组成粗甲醇的组成12/9/2021101化学

34、工业出版社第100页/共203页项项 目目指指 标标优等品优等品一等品一等品合格品合格品色度色度(铂铂钴色号钴色号 ) 510密度密度(20)，g/cm30.7910.7920.7910.793温度范围温度范围(0，101325Pa)，沸程沸程(包括包括64.60.1)， 64.065.50.81.01.5高锰酸钾试验，高锰酸钾试验，min 503020水混溶性试验水混溶性试验通过实验（通过实验（1+3）通过实验（通过实验（1+9）-水分含量，水分含量， 0.010.15-酸度酸度(以以HCOOH计计)， 0.001 50.003 00.005 0或碱度或碱度(以以NH3计计)， 0.000

35、20.000 80.0001 5羰基化合物含量羰基化合物含量(以以CH2O计计)， 0.0020.0050.010蒸发残渣含量，蒸发残渣含量， 0.0010.0030.005硫酸洗涤实验硫酸洗涤实验/Hazen单位单位(铂铂钴色钴色号号 ) 505012/9/2021102化学工业出版社第101页/共203页图图4-45 双塔精馏工艺流程图双塔精馏工艺流程图1-预精馏塔预精馏塔 2-主精馏塔主精馏塔 3-再沸器再沸器 4-冷凝器冷凝器 5-回流器回流器 6-液封液封 7-热交换器热交换器12/9/2021103化学工业出版社第102页/共203页图图 4-46 双效三塔精馏工艺流程图双效三塔精

36、馏工艺流程图1-预精馏塔预精馏塔 2-第一主精馏塔第一主精馏塔 3-第二主精馏塔第二主精馏塔 4-回流液收集槽回流液收集槽 5-冷凝器冷凝器 6-再沸器再沸器 7-冷凝再沸器冷凝再沸器 8-回流泵回流泵 9-冷却器冷却器12/9/2021104化学工业出版社第103页/共203页12/9/2021105化学工业出版社第104页/共203页12/9/2021106化学工业出版社第105页/共203页12/9/2021107化学工业出版社第106页/共203页12/9/2021108化学工业出版社第107页/共203页2.2.氨的合成原料氨的合成原料 合成氨生产的初始原料：固体原料合成氨生产的初始

37、原料：固体原料( (焦炭、煤焦炭、煤) )、 气体原料气体原料( (焦炉气、天然气焦炉气、天然气) ) 液体原料液体原料( (重油重油) )。 12/9/2021109化学工业出版社第108页/共203页图图4-47 以焦炭以焦炭(无烟煤无烟煤)为原料的制氨流程示意图为原料的制氨流程示意图12/9/2021110化学工业出版社第109页/共203页煤气发生炉煤气发生炉12/9/2021111化学工业出版社第110页/共203页12/9/2021112化学工业出版社第111页/共203页图图4-48 固定床间歇气化工艺流程图固定床间歇气化工艺流程图12/9/2021113化学工业出版社第112页

38、/共203页12/9/2021114化学工业出版社第113页/共203页3322221/ 23 / 21/ 23 / 21NHNHpNHNHpyKpppyy (4-63)12/9/2021115化学工业出版社第114页/共203页12/9/2021116化学工业出版社第115页/共203页b氢氮比氢氮比 综上所述，可通过提高压力、降综上所述，可通过提高压力、降低温度、减少惰性气体含量、保低温度、减少惰性气体含量、保持氢氮比略小于持氢氮比略小于3 3四种措施来提高四种措施来提高平衡氨含量。平衡氨含量。12/9/2021117化学工业出版社第116页/共203页反应速率的影响因素有压力、温度、氢氮

39、比及惰性气体含反应速率的影响因素有压力、温度、氢氮比及惰性气体含量。此外，催化剂活性和粒度对反应速率也有影响。量。此外，催化剂活性和粒度对反应速率也有影响。 12/9/2021118化学工业出版社第117页/共203页MgO、A12O3.SiO2等。12/9/2021119化学工业出版社第118页/共203页12/9/2021120化学工业出版社第119页/共203页图图4-51 功耗与压功耗与压力的变化力的变化化关系化关系从发展方向看，大型合成氨从发展方向看，大型合成氨装置采用装置采用2530MPa的操作的操作压力，在技术经济上有利。压力，在技术经济上有利。 12/9/2021121化学工业

40、出版社第120页/共203页氨合成操作温度应视催化剂型号而定，一般控制在氨合成操作温度应视催化剂型号而定，一般控制在400-500。 12/9/2021122化学工业出版社第121页/共203页一般操作压力为一般操作压力为30MPa30MPa左右的中压法合成氨，空速在左右的中压法合成氨，空速在20000-20000-3000030000h h；操作压力为操作压力为15MPa15MPa的轴向冷激式合成塔，空速为的轴向冷激式合成塔，空速为1000010000h h；操作压力操作压力26.9 MPa26.9 MPa的径向冷激式合成塔，空速为的径向冷激式合成塔，空速为1620016200h h。12/

41、9/2021123化学工业出版社第122页/共203页12/9/2021124化学工业出版社第123页/共203页12/9/2021125化学工业出版社第124页/共203页12/9/2021126化学工业出版社第125页/共203页12/9/2021127化学工业出版社第126页/共203页nn设备：水冷器和氨冷器12/9/2021128化学工业出版社第127页/共203页图图4-54氨合成过程原则流程示意简图氨合成过程原则流程示意简图 12/9/2021129化学工业出版社第128页/共203页12/9/2021130化学工业出版社第129页/共203页12/9/2021131化学工业出版

42、社第130页/共203页12/9/2021132化学工业出版社第131页/共203页1.尿素的生产方法尿素的生产方法学名为碳酰二胺，化学式学名为碳酰二胺，化学式CO(NH2)2， 结构式CONH2H2N12/9/2021133化学工业出版社第132页/共203页生产方法：生产方法：不循环法、半循环法、全循环法不循环法、半循环法、全循环法生产中常分为以下四步生产中常分为以下四步: 氨与二氧化碳原料气的供应及净化；氨与二氧化碳原料气的供应及净化； 氨与二氨与二氧化碳合成尿素；未反应物的分离与回收；氧化碳合成尿素；未反应物的分离与回收； 尿素溶液的加工。尿素溶液的加工。12/9/2021134化学工

43、业出版社第133页/共203页12/9/2021135化学工业出版社第134页/共203页(1)尿素合成的反应机理尿素合成的反应机理第一步第一步: :快速、强放热、可逆的气快速、强放热、可逆的气- -液相反液相反应应第二步：微吸热、缓慢、可逆的液相反应第二步：微吸热、缓慢、可逆的液相反应控制反应步骤 12/9/2021136化学工业出版社第135页/共203页(4-74) 12/9/2021137化学工业出版社第136页/共203页由图还可看出，甲铵脱水速率随温度的提高而增大。由图还可看出，甲铵脱水速率随温度的提高而增大。工业生产中往往采用过剩氨来加快甲铵的脱水速率和提高转化率工业生产中往往采

44、用过剩氨来加快甲铵的脱水速率和提高转化率。 12/9/2021138化学工业出版社第137页/共203页合成塔操作温度：合成塔操作温度：18520018520012/9/2021139化学工业出版社第138页/共203页成塔内自热平衡；n并能抑制甲铵水解和尿素缩合等副反应。碳酸盐水溶液全循环法，氨碳比左右；碳酸盐水溶液全循环法，氨碳比左右；二氧化碳气提法，氨碳比。二氧化碳气提法，氨碳比。12/9/2021140化学工业出版社第139页/共203页n使二氧化碳转化率降低。当当n(NH3 )/n(CO2) =4n(NH3 )/n(CO2) =4时时水溶液全循环法，水碳比控制在，水溶液全循环法，水碳

45、比控制在，全循环二氧化碳汽提法水碳比控制在左右全循环二氧化碳汽提法水碳比控制在左右12/9/2021141化学工业出版社第140页/共203页高于合成塔顶反应物组成和该温度下的平衡压力高于合成塔顶反应物组成和该温度下的平衡压力13MPa13MPa，使甲铵保持液相来提高转化率。，使甲铵保持液相来提高转化率。 12/9/2021142化学工业出版社第141页/共203页图图 4-61 停留时间与转化率的关系停留时间与转化率的关系(压力压力=19.6MPa 温度温度=180 氨碳比氨碳比=4.4 水碳比水碳比=0.66)一般物料在塔内的反应时间不超一般物料在塔内的反应时间不超过过1h1h。 12/9

46、/2021143化学工业出版社第142页/共203页收尽量完全，工业生产中一般均采用两段减压加热分离、两段冷凝回收的方法。12/9/2021144化学工业出版社第143页/共203页图图4-64 两段分解两段吸收示意图两段分解两段吸收示意图12/9/2021145化学工业出版社第144页/共203页12/9/2021146化学工业出版社第145页/共203页n造粒的方法可分为造粒塔造粒和造粒机造粒。12/9/2021147化学工业出版社第146页/共203页12/9/2021148化学工业出版社第147页/共203页4-6612/9/2021149化学工业出版社第148页/共203页4-671

47、2/9/2021150化学工业出版社第149页/共203页12/9/2021151化学工业出版社第150页/共203页12/9/2021152化学工业出版社第151页/共203页12/9/2021153化学工业出版社第152页/共203页12/9/2021154化学工业出版社第153页/共203页12/9/2021155化学工业出版社第154页/共203页12/9/2021156化学工业出版社第155页/共203页总反应式为：总反应式为： CH3OH + CO CH3COOH (4-81)1.1.反应原理反应原理主反应：主反应： CH3OH + CH3COOH CH3COOCH3 + H2O

48、(4-78) HI + CH3COOCH3 CH3COOH + CH3I (4-79) CH3I + CO + H2O CH3COOH + HI (4-80)12/9/2021157化学工业出版社第156页/共203页副反应：副反应：(1)一氧化碳水蒸气转化及甲烷化一氧化碳水蒸气转化及甲烷化 CO + H2O CO2 + H2 (4-82) CH3OH + H2 CH4 + H2O (4-83)(2)生成丙酸生成丙酸反应器中，氢气在中间体乙烷基催化剂的作用下与醋酸反应反应器中，氢气在中间体乙烷基催化剂的作用下与醋酸反应生成乙醇。生成乙醇。 CH3COOH + 2H2 C2H5OH (4-84)

49、 C2H5OH +CO C2H5 COOH (4-85)催化剂催化剂催化剂催化剂12/9/2021158化学工业出版社第157页/共203页反应器中水含量的调节反应器中水含量的调节碘甲烷浓度碘甲烷浓度 6%-7%(wt%)6%-7%(wt%)铱催化剂和钌促进剂的铱催化剂和钌促进剂的5%(wt%)5%(wt%)醋酸金属盐的溶液醋酸金属盐的溶液COCO的分压的分压 醋酸甲酯含量醋酸甲酯含量 10%-13%(wt%)10%-13%(wt%)反应温度反应温度 185-190185-190 腐蚀金属含量应低于腐蚀金属含量应低于50ppm50ppm12/9/2021159化学工业出版社第158页/共203

50、页12/9/2021160化学工业出版社第159页/共203页1.1.不同醋酸生产方法的比较不同醋酸生产方法的比较12/9/2021161化学工业出版社第160页/共203页1.1.不同醋酸生产方法的比较不同醋酸生产方法的比较12/9/2021162化学工业出版社第161页/共203页1.1.不同醋酸生产方法的比较不同醋酸生产方法的比较12/9/2021163化学工业出版社第162页/共203页2.2.羰基合成法生产工艺羰基合成法生产工艺 (1)高压法高压法图图4-68 醋酸高压羰基化法生产醋酸工艺流程图醋酸高压羰基化法生产醋酸工艺流程图1-1-反应器；反应器；2-2-冷却器；冷却器；3-3-

51、预热器；预热器；4-4-低压分离器；低压分离器；5-5-尾气洗涤塔；尾气洗涤塔；6-6-脱气塔；脱气塔；7-7-分离分离塔；塔；8-8-催化剂分离器；催化剂分离器；9-9-共沸蒸馏塔；共沸蒸馏塔；10-10-精馏塔精馏塔12/9/2021164化学工业出版社第163页/共203页2.2.羰基合成法生产工艺羰基合成法生产工艺 (1)低压法低压法图图4-69 醋酸低压羰基化法生产醋酸工艺流程图醋酸低压羰基化法生产醋酸工艺流程图1-1-反应系统；反应系统；2-2-洗涤系统；洗涤系统；3-3-轻组分分离塔；轻组分分离塔；4-4-脱水塔；脱水塔；5-5-重组分分离塔；重组分分离塔；6-6-精制塔精制塔1

52、2/9/2021165化学工业出版社第164页/共203页12/9/2021166化学工业出版社第165页/共203页脱脱轻轻组组分分塔塔碘甲烷、醋酸甲酯碘甲烷、醋酸甲酯和大部分水和少量和大部分水和少量醋酸醋酸 碘甲烷、醋酸甲酯碘甲烷、醋酸甲酯大部分水、少量醋酸大部分水、少量醋酸 自闪蒸罐来的蒸汽物料自闪蒸罐来的蒸汽物料少部分水和大量醋酸少部分水和大量醋酸 12/9/2021167化学工业出版社第166页/共203页12/9/2021168化学工业出版社第167页/共203页12/9/2021169化学工业出版社第168页/共203页12/9/2021170化学工业出版社第169页/共203页

53、12/9/2021171化学工业出版社第170页/共203页12/9/2021172化学工业出版社第171页/共203页12/9/2021173化学工业出版社第172页/共203页12/9/2021174化学工业出版社第173页/共203页尼龙尼龙(nylon) 涤纶涤纶(dacron) 特氟隆特氟隆(Teflon) 12/9/2021175第174页/共203页聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料 12/9/2021176化学工业出版社第175页/共203页式中式中n为重复单元数或链节数。聚合物的分子量为重复单元数或链节数。聚合物的分子量M是是重复单元数的分子量重复单元数的分子量M0与重复单元数

54、与重复单元数n的乘积。的乘积。M=nM0 12/9/2021177化学工业出版社第176页/共203页12/9/2021178化学工业出版社第177页/共203页12/9/2021179化学工业出版社第178页/共203页划分和识别塑料的特性。尝试着判断哪些物品是由同一种材料制造的。12/9/2021180化学工业出版社第179页/共203页12/9/2021181化学工业出版社第180页/共203页图图4-70 乙烯的聚合反应乙烯的聚合反应 12/9/2021182化学工业出版社第181页/共203页12/9/2021183化学工业出版社第182页/共203页12/9/2021184化学工业出版社第183页/共203页聚合占领先地位，目前仍占较大比重。自由基聚合实施方法主要有本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合、溶液聚合等四种方法。12/9/2021185化学工业出版社第184页/共203页12/9/2021186化学工业出版社第185页/共203页12/9/2021187化学工业出版社第186页/共203页12/9