化工生产原料剖析

化工生产原料剖析第1页/共22页石油及其化工利用第2页/共22页教学目标了解石油及其组成了解石油的加工方式了解石油的化工产品第3页/共22页教学重难点掌握石油的组成成分掌握石油原油的常，减压蒸馏掌握石油原油的催化裂化掌握石油原油中石脑油的催化重整掌握石油原油的催化加氢裂化掌握石油原油的热裂解掌握常见石油化工产品第4页/共22页石油及其组成石油：石油是蕴藏于地球表面以下的可燃性液态矿物质。原油：开采出来而未经加工的石油称为原油。原油的特点：黄褐色至棕黑色的黏稠液体，具有特殊的气味，不溶于水，相对密度为0.75~1.0，其密度与组成有关。石油的组成：石油的组成很复杂，主要是碳，氢元素组成的各种烃类的混合物，还有少量含氮、硫和氧的有机化合物以及微量的无机盐和水。各种元素的质量分数分别为：碳83%~87%，氢11%~14%，硫、氮、氧1%。第5页/共22页石油及其组成石油中的化合物大致分为：烃类、非烃类、胶质以及沥青三类。烃类烷烃环烷烃芳香烃烷烃占50%~70%（质量分数）第6页/共22页石油及其组成主要成分直链烷烃为主的石蜡基石油环烷烃为主的沥青基石油介于两者之间的中间基石油注：我国所产石油多属低硫石蜡基石油第7页/共22页石油及其组成石油中的非烃类化合物，主要是含硫、氮和氧等杂原子的有机化合物，如：硫化氢、硫醇、硫醚、噻吩等，吡啶、喹啉、咔唑等，环烷酸、脂肪酸和酚类。胶质和沥青是由结构复杂、大分子量的环烷烃、稠环芳香烃、含杂原子的环状化合物等构成的混合物，存在于沸点高于500℃的蒸馏加工渣油中。第8页/共22页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脱盐、脱水等预处理和常、减压蒸馏等物理过程二次加工主要为化学及物理过程，如催化裂化、催化重整、加氢裂化等第9页/共22页石油加工的各类产品及其沸点范围和主要用途产品沸点范围∕℃大致组成主要用途石油气<40C1~C4燃料、化工原料石油醚40~60C5~C6溶剂汽油50~205C7~C9内燃机燃料溶剂油150~200C9~C11橡胶、油漆等用溶剂航空煤油145~245C10~C15航空燃料煤油160~310C11~C16燃料、工业洗涤油柴油180~350C16~C18柴油机燃料机械油>350C16~C20机械润滑凡士林>350C18~C22制药、防锈涂料石蜡>350C20~C24制皂、制蜡、脂肪酸、造型燃料油>350船用燃料、锅炉燃料沥青>350防腐绝缘、建筑及铺路材料石油焦用于制造电石、炭精棒第10页/共22页常、减压蒸馏蒸馏：利用原油中各组分的沸点不同，按沸点范围（沸程）将其分割成不同的馏分（油品）的操作。常、减压蒸馏：先在常压下进行蒸馏操作，而后根据物质的沸点随外界压力降低而下降的规律，再在减压条件下进行蒸馏操作。原油蒸馏前准备条件：脱盐、脱水处理（减少设备腐蚀、降低能量消耗），要求原油含盐量不大于0.05kg∕m3、含水量不超过0.2%。常压蒸馏条件：常压和300~400℃条件下进行。在常压塔的不同高度分别采出汽油、煤油、柴油等；塔底采出的是常压重油，沸点高于350℃的是常压渣油，其中含有重柴油、润滑油、沥青等。将常压渣油加热至380~400℃，送至减压蒸馏塔进行减压蒸馏，从而获得减压柴油、减压馏分油、减压渣油等。第11页/共22页第12页/共22页催化裂化催化裂化：以常、减压蒸馏的重质油（如直馏柴油、重柴油、减压柴油或润滑油，甚至渣油）为原料，在催化剂作用下使碳原子在18个以上的大分子烃类裂化生成较小的烃分子。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质量和产量。催化裂化的条件：催化剂多为X型或Y型结晶硅酸铝盐，裂化反应设备为流化床反应器，催化裂化的条件一般为450~530℃、0.1～0.3MPa。催化裂化的产物：获得高质量的汽油、柴油、锅炉燃油、液化气等。第13页/共22页第14页/共22页催化重整催化重整：是以低辛烷值的石脑油为原料，在铂、铂-铼、铂-铱等催化剂作用及氢气的存在下，转化为高辛烷值、较高芳烃含量的汽油或生产芳香烃的加工过程。重整反应：主要是烷烃脱氢环化、环烷烃脱氢和异构化及脱氢芳构化、直链烷烃异构化和加氢裂化等，氢气的作用是抑制烃类的深度裂解。催化重整的条件：反应器是固定床、移动床，操作条件一般为425~525℃、0.7～3.5MPa。第15页/共22页第16页/共22页催化加氢裂化催化加氢裂化：是生产航空汽油、汽油或重整原料油（石脑油）等产品的二次加工过程，加氢裂化原料为重柴油、减压柴油、减压渣油等重质油，特别适合含氮、硫和金属较高而不宜催化裂化或重整的重质油。催化加氢裂化的催化剂：镍Ni、钼Mo、钨W、钴Co等非贵金属的氧化物和铂Pt、铅Pd等贵金属的氧化物。催化加氢裂化:根据操作压力的不同，分为高压法和中压法两种。高压法的压力为10MPa以上，温度为370~450℃；中压法的压力为5～10MPa,温度为370～380℃。加氢裂化是气-液-固相催化反应过程，反应设备是滴流床或膨胀流化床。第17页/共22页热裂解热裂解：是生产乙烯、丙烯等低级烯烃的加工过程。热裂解是较高级的烷烃在750~900℃高温下发生裂解，反应生成乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，同时获得苯、甲苯、二甲苯和乙苯等化工原料。热裂解的原料：乙烷、丙烷、石脑油、煤油、柴油和常减压瓦斯油等。第18页/共22页石油化工产品1、石油是现代化学工业的重要资源之一，大约90%的化工产品来自于石油和天然气。2、重要的有机化工生产原料如“三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）、“三苯”（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘等均为石油化工产品第19页/共22页由石油加工制取燃料和化工