《常见化工原料简介》PPT课件.ppt

常见化工原料简介,无机物篇,常见化工原料简介,有机物篇,无机物篇,无机物：与机体无关的化合物通常指不含碳元素的化合物，但包括碳的氧化物、碳酸盐、氰化物等。 无机化工原料可以分为无机酸、无机碱、无机盐、氧化物、单质等。 氧族元素 氮族元素 卤族元素,氧族（硫酸）,氧族元素：氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po） 硫酸（H2SO4）一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。 硫酸的性质：吸水性（脱水性），强氧化性，难挥发性，强酸性,无机物篇,氧族（硫酸）,H2SO4应用： 冶金行业：黑色冶金企业部门里，需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%6%，而每吨钢材的酸洗，约消费98%的硫酸30kg50kg；（酸性，不易挥发性） 石油产品：汽油、润滑油等石油产品的生产过程中，都需要浓硫酸精炼，以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。每吨原油精炼需要硫酸约24kg，每吨柴油精炼需要硫酸约31kg； 生产其它酸类：浓缩硝酸中，以浓硫酸为脱水剂；氯碱工业中，以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气（吸水性）；,无机物篇,氧族（硫酸）,H2SO4应用： 日化行业：每生产1t粘胶纤维，需要消耗硫酸1.2t1.5t，每生产1t维尼龙短纤维，就要消耗98%硫酸230kg，每生产1t卡普纶单体，需要用1.6t20%发烟硫酸； 肥料行业：用于肥料的生产硫酸铵和过磷酸钙这两种化肥的生产都要消耗大量的硫酸。 制药工业：磺胺药物的制备过程中的磺化反应，强力杀菌剂呋喃西林的制备过程中的硝化反应，常用药物如阿斯匹林、咖啡因、维生素b（2）b12及维生素c、某些激素、异烟肼、红汞、糖精的制备都需用硫酸。,无机物篇,氮族（硝酸）,氮族元素：包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi） 硝酸（HNO3） ： 强酸性，能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应； 有强氧化性，与除金铂外的金属反应放出二氧化氮或一氧化氮； 有强腐蚀性,无机物篇,氮族（硝酸）工业生产,硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氮2：1）通入灼热（760840）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸,无机物篇,氮族（硝酸）应用,用以制造化肥、炸药、硝酸盐等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂 酯化反应：硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯，此反应被用来生产硝化纤维（硝酸棉）； 硝化反应：最为常见的硝化反应是苯的硝化：Ph-H + HO-NO2 Ph-NO2 + H2O （苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示）。,无机物篇,氮族（磷酸）,磷酸：具有酸的通性，其酸性较硫胺、盐酸、硝酸为弱，但比醋酸、硼酸等强。溶于水和乙醇，不易挥发，不易分解。 工业生产： 1，利用硫酸分解：用硫酸分解磷矿，然后将生成的磷酸与硫酸钙分离； 2，热法生产 ：热法磷酸是黄磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，再经水化制成； 3，湿法生产：目前仍以二水物流程为主，占世界生产能力的90%以上；,无机物篇,氮族（磷酸）的应用,1，肥料行业：主要用于磷酸盐工业如磷酸铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸三钠、精制磷酸用于制造饲料用磷酸氢钙。 2，金属表面处理：配置电解抛光液和化学抛光液用于铝制品的抛光； 3，医药工业：用于制造甘油磷酸钠、磷酸铁等。 3，有机化工：用于酚醛树脂缩合的催化剂。染料及中间体用的干燥剂。 4，印刷工业：用于配制除去胶印彩印版上污点的清洗剂。 5，冶金工业：用于生产磷酸耐火水泥，提高炼钢炉寿命等。 6，食品工业：作为酸味剂、酵母营养剂等。 7，其他应用：涂料工业中用于金属防锈漆，粘合剂、电镀、抛光工业、制糖工业、复合肥料等。,无机物篇,卤族(氟),卤素：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At） 卤族元素在自然界都以典型的盐类存（卤：制盐时剩下的黑色汁液），卤族元素的单质都是双原子分子。 氟：氟是化学性质最活泼、氧化性最强的物质，氟能同几乎所有元素化合。 聚四氟乙烯（PTFE）:氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。,无机物篇,卤族（氯）,应用： 消毒：自来水常用氯气消毒;制盐酸 ;制漂白粉（氢氧化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物）;制多种农药（如六氯代苯，俗称666） ;制氯仿等有机溶剂 ;制塑料（如聚氯乙烯PVC塑料）等 工业生产：用直流电电解饱和食盐水法来制取氯气 （氯碱工业） 2NaCl+2H2O= H2+Cl2+2NaOH,无机物篇,卤族（盐酸）,氯化氢（HCl）的水溶液，是一种强酸，浓盐酸具有极强的挥发性。 工业用途： 1，用于稀有金属的湿法冶金； 2，有机合成 例如：在180200的温度并有汞盐（如HgCl2）做催化剂的条件下，氯化氢与乙炔发生加成反应，生成氯乙烯，再在引发剂的作用下，聚合而成聚氯乙烯 3，漂染工业 4，金属加工 5，食品工业 6，无机药品及有机药物的生产 。,无机物篇,卤族（盐酸）,工业用途： 1，用于稀有金属的湿法冶金； 2，有机合成 例如，在180200的温度并有汞盐（如HgCl2）做催化剂的条件下，氯化氢与乙炔发生加成反应，生成氯乙烯，再在引发剂的作用下，聚合而成聚氯乙烯。 3，漂染工业 ，金属加工，食品工业 ，无机药品及有机药物的生产 等。,无机物篇,无机物篇,常见化工原料简介,有机物篇,有机物篇,含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。 氰化物 指带有氰基（CN）的化合物，其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质，常被称为拟卤素。一般将其无机化合物归为氰类，有机化合物归为腈类。 衍生物 指母体化合物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团取代所形成的化合物，称为该母体化合物的衍生物。衍生物命名时，一般以原母体化合物为主体，以其他基团为取代基。,烃-简介,虽然有机物种类繁多（已知的有机化合物近8000万种），但都可以认为是烃和烃的衍生物两大类组成。 烃（Ting)：是仅由碳(Tan)和氢(Qing)两种元素组成的有机化合物。 烃的种类非常多，结构已知的烃在2000种以上,所有的烃都是憎水的,即所有的烃都不溶于水。,有机物篇,烃-分类,烃,开链烃,芳香烃,脂环烃,饱和烃（烷烃）,不饱和烃（烯烃，炔烃）,环烷烃,环烯烃,单环芳香烃（苯及其同系物）,多环芳香烃（多环芳香烃及其同系物）,环炔烃,稠环芳香烃（萘、蒽等稠环芳香烃及其同系物）,有机物篇,烃的命名原则,1，习惯命名法 以烃分子碳原子的数量命名 2，系统命名法（烃基：烃失去一个氢原子剩下的原子团） A, 选主链（最长的为主链） B，编号（靠近支链的一端） C, 写名称 4-甲基-3,5-二乙基庚烷,有机物篇,开链烃之饱和烃（烷烃）,烷烃：只有碳碳单键和碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物。烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值。烷烃的通式为CnH2n+2 反应： 1，氧化：燃烧 2，卤化：甲烷在紫外光或热（250400）作用下，与氯反应得各种氯代烷。 3，硝化：烷烃与硝酸或四氧化二氮进行气相（400450）反应，生成硝基化合物（RNO2）。 这种直接生成硝基化合物的反应叫做硝化，由于硝基烷烃可以转变成多种其它类型的化合物，如胺、羟胺、腈、醇、醛、酮及羧酸等因此烷烃硝化是一个很重要的反应。 4，烷烃的脱氢制烯：天津渤海化工有限责任公司65万吨/年丙烷脱氢项目。丙烷俗称：液化气。,有机物篇,开链烃之不饱和烃（烯烃）,烯烃是指含有C=C烯键的碳氢化合物。属于不饱和烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键中有一根易断，所以会发生加成反应。 单链烯烃分子通式为CnH2n。 双键基团是烯烃分子中的官能团，具有反应活性，可发生氢化、卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反应，还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。 由于乙烯是制造塑料、合成乙醇、乙醛、合成纤维等重要原料因此有一种说法-乙烯年产量可以衡量一个国家化工产业发展水平。,有机物篇,常见烯烃产品,PE: 聚乙烯(食品用塑料袋等) PVC：聚氯乙烯（常见塑料） PP： 聚丙烯（洗衣机框架及机盖，挡泥板、通风管、风扇等） PS： 聚苯乙烯（泡沫板，一次性饭盒等） ABS: 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(家电外壳、玩具等日常用品),有机物篇,开链烃之不饱和烃（炔烃）,炔烃：分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，其官能团为碳-碳三键（CC），分子通式为CnH2n-2，是一种不饱合的碳氢化合物。 炔烃可以和卤素、氢、卤化氢、水发生加成反应，也可发生聚合反应。工业中乙炔被用来做焊接时的原料 工业中乙炔被用来做焊接时的原料。,有机物篇,芳香烃,芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质为芳香烃，后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6（n6）。 煤和石油是制备一些简单芳香烃如苯、甲苯等的原料。而这些简单芳香烃又是制备其它高级芳香族化合物的基本原料。,有机物篇,常见芳香烃-苯,苯：在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。 苯在工业上最重要的用途是做化工原料。 例如：苯（加氢）-环己烷-尼龙 苯可以合成一系列苯的衍生物，其中最主要的用途是制取乙苯，其次是制取环己烷和苯酚。 苯有良好的溶解性能，可作为化工生产中的溶剂,有机物篇,常见芳香烃-萘,萘是一种有机化合物分子式C10H8,白色,易挥发并有特殊气味的晶体.从炼焦的副产品煤焦油中大量生产,而用于合成染料、树脂等。通常的卫生球就是用萘制成的。,有机物篇,常见芳香烃-蒽,蒽,一种含三个环的稠环芳烃，分子式C14H10.它存在于煤焦油中.蒽的三个环的中心在一条直线上，是菲的同分异构体。蒽为无色片状晶体;有蓝紫色荧光;用作发光材料(如在闪烁计数器中),特别是用于涂层(如用于吸收紫外光)。用于制造蒽醌和染料等。也用作杀虫剂、杀菌剂、汽油阻凝剂等。,有机物篇,醇,羟基，又称氢氧基。是由一个氧原子和一个氢原子相连组成的带负电荷的离子团，化学式(OH)-。 醇是开链烃烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。 乙醇(CH3-CH2-OH)：工业上大量生产乙醇是用石油裂解气中的乙烯做原料。,有机物篇,醇,乙醇(CH3-CH2-OH)：工业上大量生产乙醇是用石油裂解气中的乙烯做原料。 一种方法是把乙烯在100吸收于浓硫酸中，然后水解。此法优点是乙醇产率高，但要用大量硫酸，对设备有强烈的腐蚀作用，还存在对废酸的回收利用问题。 另一种方法在烯烃酸催化下加水时，用磷酸做催化剂在300和7MPa压力下，把水蒸气通人乙烯中，此法步骤简单，没有硫酸腐蚀及废酸的回收利用问题，但需用高浓度的乙烯，且在高压下操作，生产设备要求很高，且一次转化成乙醇的量很少，要反复循环，消耗能量较大。,有机物篇,酚（PH-OH）,羟基直接和苯的碳原子相连的分子称为酚 大多数酚是无色针状结晶或白色结晶，少数烷基酚为高沸点液体；有特殊气味，遇空气和光变红，遇碱变色更快. 酚是重要的化工原料，可制造染料、药物、酚醛树脂、胶粘剂等。 邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂,有机物篇,醚,醚是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成，醚的通式为：ROR。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物. 乙醚（CH3-CH2-O-CH2-CH3）无色透明液体,有特殊刺激气味,带甜味,极易挥发.主要作用为全身麻醉. 醚的制备： 1，Williamson（威廉森）合成法是用醇钠和卤代烷在无水条件下的反应。 RONa+RXROR+NaX。 2，醇分子间失水在浓硫酸作用下，由醇可制对称醚， 2ROH浓H2SO4ROR+H2O,有机物篇,酮,酮是羰基与两个烃基相连的化合物。 羰基是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团（C=O)。是醛，酮，羧酸，羧酸衍生物等官能团的组成部分。 丙酮（H3C-C=O-CH3)：丙酮是重要的有机合成原料，用于生产环氧树脂，聚碳酸酯，有机玻璃，医药，农药等。亦是良好溶剂，用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂，清洗剂，萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。在油脂等工业中用作提取剂。,有机物篇,羧酸,羧基与烃基直接连接的化合物，叫作羧酸所有的有机酸都可以叫羧酸，由一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子组成，化学式-COOH。如醋(乙)酸（CH3COOH）、柠檬酸都含有羧基，这些羧基与烃基直接连接的化合物，叫作羧酸。 工业制乙酸： 1，甲醇的羰基化制备； 2，乙醇氧化法由乙醇在有催化剂的