石油化工基础知识可行方案

本文由VCTHUG贡献DOC文档可能在WAP端浏览体验不佳建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看石油化工基础知识石油化工的基础原料石油化工的基础原料有4类炔烃乙炔烯烃乙烯丙烯丁烯和丁二烯芳烃苯甲苯二甲苯及合成气由这些基础原料可以制备出各种重要的有机化工产品和合成材料天然气化工以天然气为原料的化学工业简称天然气化工其主要内容有1天然气制碳黑2天然气提取氦气3天然气制氢4天然气制氨5天然气制甲醇6天然气制乙炔7天然气制氯甲烷8天然气制四氯化碳9天然气制硝基甲烷10天然气制二硫化碳11天然气制乙烯12天然气制硫磺等100104T原油加工的化工原料据资料统计,100104T原油加工可产出乙烯15104T,丙烯9104T,丁二烯25104T,芳烃8104T,汽油9104T,燃料油475104T炼油厂的分类可分为4种类型1燃料油型生产汽油煤油轻重柴油和锅炉燃料2燃料润滑油型除生产各种燃料油外,还生产各种润滑油3燃料化工型以生产燃料油和化工产品为主4燃料润滑油化工型它是综合型炼厂,既生产各种燃料化工原料或产品同时又生产润滑油原油评价试验当加工一种原油前,先要测定原油的颜色与气味沸点与馏程密度粘度凝点闪点燃点自燃点残炭含硫量等指标,即是原油评价试验炼厂的一二三次加工装置把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围即馏分叫一次加工将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工一次加工装置常压蒸馏或常减压蒸馏二次加工装置催化加氢裂化延迟焦化催化重整烃基化加氢精制等三次加工装置裂解工艺制取乙烯芳烃等化工原料辛烷值辛烷值是表示汽油在汽油机中燃烧时的抗震性指标常以标准异辛烷值规定为100,正庚烷的辛烷值规定为零,这两种标准燃料以不同的体积比混合起来,可得到各种不同的抗震性等级的混合液,在发动机工作相同条件下,与待测燃料进行对比抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数,即为该样品的辛烷值汽油辛烷值大,抗震性好,质量也好十六烷值十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标常以纯正十六烷的十六烷值定为100,纯甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比催化裂化主要化学反应1裂化反应裂化反应是CC键断裂反应,反应速度较快2异构化反应它是在分子量大小不变的情况下,烃类分子发生结构和空间位置的变化3氢转移反应即某一烃分子上的氢脱下来,立即加到另一烯烃分子上,使这一烯烃得到饱和的反应4芳构化反应芳构化反应是烷烃烯烃环化后进一步氢转移反应,反应过程不断放出氢原子,最后生成芳烃焦化及其产品焦化是使重质油品加热裂解聚合变成轻质油中间馏分油和焦炭的加工过程产品有1气体2汽油3柴油4蜡油5石油焦加氢裂化的主要原料及产品加氢裂化的主要原料是重质馏分油,包括催化裂化循环油和焦化馏出油等它的产品主要是优质轻质油品,特别是生产优质航空煤油和低凝点柴油催化重整工艺在炼油工业中的重要地位这是因为它有三方面的功能一是能把辛烷值很低的直馏汽油变成80至90号的高辛烷值汽油二是能生产大量苯甲苯和二甲苯,这些都是生产合成塑料合成纤维和合成橡胶的基本原料三是可副产大量廉价氢气溶剂脱沥青在炼厂中的地位溶剂脱沥青装置既是生产重质润滑油的“龙头“装置,又是一个重油加工装置,它在炼厂中占有很重要的地位减压渣油经溶剂脱沥青装置后,脱除沥青质胶质和含金属的非烃化合物脱沥青油既可做重质润滑油原料,又可做催化裂化原料脱油沥青直接调合成道路沥青或氧化成建筑沥青,重质润滑油料在脱蜡后还可生产地蜡国内外脱蜡工艺方法冷榨脱蜡混合溶剂脱蜡分子筛脱蜡尿素脱蜡细菌脱蜡催化临氢降凝及喷雾脱蜡等方法乙烯的主要用途乙烯用量最大的是生产聚乙烯,约占乙烯耗量的45其次是由乙烯生产的二氯乙烷和氯乙烯乙烯氧化制环氧乙烷和乙二醇另外乙烯烃化可制苯乙烯,乙烯氧化制乙醛乙烯合成酒精乙烯制取高级醇丙烯的主要用途丙烯用量最大的是生产聚丙烯,另外丙烯可制丙烯腈异丙醇苯酚和丙酮丁醇和辛醇丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇环氧氯丙烷和合成甘油等丁烯的用途丁烯的利用是以混合丁烯生产高辛烷值汽油组分为主,约占丁烯消费量的60,另有11的混合丁烯用作工业或民用燃料用作石油化工原料的丁烯仅占丁烯消费量的29,其中正丁烯主要用于丁二烯的生产,其余用于生产顺丁烯二酸酐和仲丁醇庚烯聚丁烯乙酸酐等丁乙烯的用途丁二烯是合成橡胶和合成树脂的重要单体由于二烯可生产顺丁橡胶丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶也可生产聚丁二烯ABSBS等树脂此外还可生产丁二醇己二胺尼龙的单体苯的主要用途苯的最大用途是作为生产苯乙烯的单体原料,约占世界苯消耗量的50环已烷和苯酚也是苯重要消费领域二者各占苯消费量的1518此外,苯胺烷基苯顺丁烯二酸酐也都是由苯生产的重要衍生物目前我国的化肥品种有尿素硝酸铵碳酸氢铵氯化铵氨水液氨硫酸铵重过磷酸钙普钙钙镁磷肥磷酸铵氯化钾硫酸钾微量元素脂料腐殖酸类肥料等酚精炼及在炼厂中的地位目的是除去润滑油中非理想组分提高油品的抗氧化安定性,改善油品的粘温性能和色度,降低酸值和残炭值地位酚精制是润滑油生产的一个重要生产工序从蒸馏来的减压二三四线和丙烷脱沥青来的残渣油料,首先经过酚精炼然后经脱蜡,补充精制,调合生产成品润油油因此,酚精炼在炼厂的润滑油生产中占有很重要的地位流体的流量与流速种类流体的流量和流速,可分为质量流量质量流速与体积流量体积流速两种质量流量是,单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体质量质量流量通常用符号G表示,单位为KG/S体积流量是,单位时间内流过管道或设备的任一截面上的流体体积体积流量通常用符号V表示,单位为M3/S质量流速是,单位时间内,管道或设备的单位截面上流过的流体质量通常用符号WG表示,单位为KG/SM2体积流速是,单位时间内,管道或设备的单位截面流过的流体体积体积流速通常用符号WV表示,单位为M3/SM2或M/S重度密度比重单位体积的物料所具有的重量,称为重度,单位KG/M3单位体积内所具有的物质质量称为密度,单位G/CM3比重是指物质的重量与同体积的纯水在4时的重量之比液体比重是指相同体积的液体重量与水的重量之比,是一没有单位的数值粘度流体在流动时,相邻流体层间存在着相对运动,则该两流体层间会产生摩擦阻力,称为粘滞力粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物性数据粘度有动力粘度,其单位帕斯卡秒PAS运动粘度是在工程计算中,物质的动力粘度与其密度之比,其单位为M2/S在石油工业中还使用“恩氏粘度“,它不是上面介绍的粘度概念而是流体在恩格拉粘度中直接测定的读数当前车用汽油牌号9093和97三个牌号,仍保留70老牌号汽车的压缩比为70以下的东风解放等老式汽车用70车用汽油汽车的压缩比在70以上的新式汽车如桑塔那奥迪解放CA141跃进NJG131等小轿车用90汽油含铅汽油的毒性四乙基铅有强烈的毒性,它通过皮肤呼吸道或食道进入人体并不易排出,积累一定程度就有中毒现象,轻度引起失眠恶心头痛血压降低等,严重时会导致死亡当前柴油的品级和牌号有优级品一级品合格品牌号有10010203550企业能量平衡技术指标主要有4项技术指标1单位能耗单位产量或单位产值的某种能源消耗量2单位综合能耗单位产量或单位产值的综合能耗量,以吨标准煤/TT标准煤/104M或吨标准/104元表示3设备效率有效能量/供给能量1004企业能源利用企业有效利用能量/企业总综合能耗量100石油化工常识炼油一石油化学工业的含义石油化学工业简称石油化工,是化学工业的重要组成部分,在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业石油产品又称油品,主要包括各种燃料油汽油煤油柴油等和润滑油以及液化石油气石油焦碳石蜡沥青等生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制,简称炼油石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得生产石油化工产品的第一步是对原料油和气如丙烷汽油柴油等进行裂解,生成以乙烯丙烯丁二烯苯甲苯二甲苯为代表的基本化工原料第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料约200种及合成材料塑料合成纤维合成橡胶这两步产品的生产属于石油化工的范围有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围在有些资料中,以天然气轻汽油重油为原料合成氨尿素,甚至制取硝酸也列入石油化工本书只列到尿素二石油化工的发展石油化工的发展与石油炼制工业以煤为基本原料生产化工产品和三大合成材料的发展有关石油炼制起源于19世纪20年代20世纪20年代汽车工业飞速发展,带动了汽油生产为扩大汽油产量,以生产汽油为目的热裂化工艺开发成功,随后,40年代催化裂化工艺开发成功,加上其他加工工艺的开发,形成了现代石油炼制工艺为了利用石油炼制副产品的气体,1920年开始以丙烯生产异丙醇,这被认为是第一个石油化工产品20世纪50年代,在裂化技术基础上开发了以制取乙烯为主要目的的烃类水蒸汽高温裂解简称裂解技术,裂解工艺的发展为发展石油化工提供了大量原料同时,一些原来以煤为基本原料通过电石煤焦油生产的产品陆续改由石油为基本原料,如氯乙烯等在20世纪30年代,高分子合成材料大量问世按工业生产时间排序为1931年为氯丁橡胶和聚氯乙烯,1933年为高压法聚乙烯,1935年为丁腈橡胶和聚苯乙烯,1937年为丁苯橡胶,1939年为尼龙66第二次世界大战后石油化工技术继续快速发展,1950年开发了腈纶,1953年开发了涤纶,1957年开发了聚丙烯石油化工高速发展的原因是有大量廉价的原料供应5060年代,原油每吨约15美元有可靠的有发展潜力的生产技术产品应用广泛,开拓了新的应用领域原料技术应用三个因素的综合,实现了由煤化工向石油化工的转换,完成了化学工业发展史上的一次飞跃20世纪70年代以后,原油价格上涨1996年每吨约170美元,石油化工发展速度下降,新工艺开发趋缓,并向着采用新技术,节能,优化生产操作,综合利用原料,向下游产品延伸等方向发展一些发展中国家大力建立石化工业,使发达国家所占比重下降1996年,全世界原油加工能力为38亿吨,生产化工产品用油约占总量的10三石油化工在国民经济中的作用1石油化工是能源的主要供应者石油炼制生产的汽油煤油柴油重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者我国1995年生产了燃料油为8千万吨目前,全世界石油和天然气消费量约占总能耗量60我国因煤炭使用量大,石油的消费量不到20石油化工提供的能源主要作汽车拖拉机飞机轮船锅炉的燃料,少量用作民用燃料能源是制约我国国民经济发展的一个因素,石油化工约消耗总能源的85,应不断降低能源消费量2石油化工是材料工业的支柱之一金属无机非金属材料和高分子合成材料,被称为三大材料全世界石油化工提供的高分子合成材料目前产量约145亿吨,1996年,我国已超过800万吨除合成材料外,石油化工还提供了绝大多数的有机化工原料,在属于化工领域的范畴内,除化学矿物提供的化工产品外,石油化工生产的原料,在各个部门大显身手3石油化工促进了农业的发展农业是我国国民经济的基础产业石化工业提供的氮肥占化肥总量的80,农用塑料薄膜的推广使用,加上农药的合理使用以及大量农业机械所需各类燃料,形成了石化工业支援农业的主力军4各工业部门离不开石化产品现代交通工业的发展与燃料供应息息相关,可以毫不夸张地说,没有燃料,就没有现代交通工业金属加工各类机械毫无例外需要各类润滑材料及其它配套材料,消耗了大量石化产品全世界润滑油脂产量约2千万吨,我国约180万吨建材工业是石化产品的新领域,如塑料关材门窗铺地材料涂料被称为化学建材轻工纺织工业是石化产品的传统用户,新材料新工艺新产品的开发与推广,无不有石化产品的身影当前,高速发展的电子工业以及诸多的高新技术产业,对石化产品,尤其是以石化产品为原料生产的精细化工产品提出了新要求,这对发展石化工业是个巨大的促进5石化工业的建设和发展离不开各行各业的支持国内外的石化企业都是集中建设一批生产装置,形成大型石化工业区在区内,炼油装置为“龙头“,为石化装置提供裂解原料,如轻油柴油,并生产石化产品裂解装置生产乙烯丙烯苯二甲苯等石化基本原料根据需求建设以上述原料为主生产合成材料和有机原料的系列生产装置,其产品原料有一定比例关系如要求年产30万吨乙烯,粗略计算,约需裂解原料120万吨,对应炼油厂加工能力约250万吨,可配套生产合成材料和基本有机原料8090万吨由此可见,建设石化工业区要投入大量资金,厂区选址适当,不但要保证原料和产品的运输,而且要有充分的电力水供应及其他配套的基础工程设施各生产装置需要大量标准定性的机械设备仪表管道和非定型专用设备制造机械设备涉及材料品种多,要求各异,有些重点设备高速超过50米,单件重几百吨有的要求耐热1000C,有的要求耐冷150C有些关键设备需在国际市场采购所有这些都需要冶金电力机械仪表建筑环保各行业支持石化行业是个技术密集型产业生产方法和生产工艺的确定,关键设备的选型选用制造等一系列技术,都要求由专有或独特的技术标准所规定,如从国外引进,要支付专利或技术诀窍使用费因此,只有加强基础学科,尤其是有机化学高分子化学催化化学工程电子计算机自动化等方面的研究工作,加强相关专业技术人员的培养,使之掌握和采用先进科研成果,再配合相关的工程技术,石化工业才有可能不断发展,登上新台阶石油炼制1石油的组成与性质石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,与煤一样属于化石燃料石油的性质因产地而异,密度为0810克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大3060C,沸点范围为常温到500C以上,可容于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液组成石油的化学元素主要是碳8387氢1114,其余为硫00608氮00217氧008182及微量金属元素镍钒铁等由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占9599,含硫氧氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大,但主要属于烷烃环烷烃芳香烃三类通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油以环烷烃芳香烃为主的称环烃基石油介于二者之间的称中间基石油我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低,镍氮含量中等,钒含量极少除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占1/3组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含量低,属低硫石蜡基原油2油炼制工业的发展石油的发现开采和直接利用由来已久,加工利用并逐渐形成石油炼制简称炼制工业始于19世纪30年代,到20世纪4050年代形成的现代炼油工业,是最大的加工工业之一19世纪30年代起,陆续建立了石油蒸馏工厂,产品主要是灯用煤油,汽油没有用途当废料抛弃19世纪70年代建造了润滑油厂,并开始把蒸馏得到的高沸点油做锅炉燃料19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增,仅靠原油的蒸馏即原油的一次加工不能满足需求,于是诞生了以增产汽柴油为目的,综合利用原由各种成分的原油二次加工工艺如1913年实现了热裂化,1930年实现了焦化,1930年实现了催化裂化,1940年实现了催化重整,此后加氢技术也迅速发展,这就形成了现代的石油炼制工业20世纪50年代以后,石油炼制为化工产品的发展提供了大量原料,形成了现代的石油化学工业1996年全世界的石油加工能力为38亿吨,我国为14亿吨大型炼油厂的年加工能力已超过1000万吨石油产品石油产品可分为石油燃料石油溶剂与化工原料润滑剂石蜡石油沥青石油焦等6类其中,各种燃料产量最大,约占总产量的90各种润滑剂品种最多,产量约占5各国都制定了产品标准,以适应生产和使用的需要汽油是消耗量最大的品种汽油的沸点范围又称馏程为30205C,密度为070078克/厘米3,商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分,标记为辛烷值708090或更高号俞大,性能俞好,汽油主要用作汽车摩托车快艇直升飞机农林用飞机的燃料商品汽油中添加有添加剂如抗爆剂四乙基铅以改善使用和储存性能受环保要求,今后将限制芳烃和铅的含量喷气燃料主要供喷气式飞机使用沸点范围为60280或150315俗称航空汽油为适应高空低温高速飞行需要,这类油要求发热量大,在50C不出现固体结晶煤油沸点范围为180310主要供照明生活炊事用要求火焰平稳光亮而不冒黑烟目前产量不大柴油沸点范围有180370和350410两类对石油及其加工产品,习惯上对沸点或沸点范围低的称为轻,相反成为重故上述前者称为轻柴油,后者称为重柴油商品柴油按凝固点分级,如1020等,表示低使用温度,柴油广泛用于大型车辆船舰由于高速柴油机汽车用比汽油机省油,柴油需求量增长速度大于汽油,一些小型汽车也改用柴油对柴油质量要求是燃烧性能和流动性好燃烧性能用十六烷值表示愈高愈好,大庆原油制成的柴油十六烷值可达68高速柴油机用的轻柴油十六烷值为4255,低速的在35以下燃料油用作锅炉轮船及工业炉的燃料商品燃料油用粘度大小区分不同牌号石油溶剂用于香精油脂试剂橡胶加工涂料工业做溶剂,或清洗仪器仪表机械零件润滑油从石油制得的润滑油约占总润滑剂产量的95以上除润滑性能外,还具有冷却密封防腐绝缘清洗传递能量的作用产量最大的是内燃机油占40,其余为齿轮油液压油汽轮机油电器绝缘油压缩机油,合计占40商品润滑油按粘度分级,负荷大,速度低的机械用高粘度油,否则用低粘度油炼油装置生产的是采取各种精制工艺制成的基础油,再加多种添加剂,因此具有专用功能,附加产值高润滑脂俗称黄油,是润滑剂加稠化剂制成的固体或半流体,用于不宜使用润滑油的轴承齿轮部位石蜡油包括石蜡占总消耗量的10地蜡石油脂等石蜡主要做包装材料化妆品原料及蜡制品,也可做为化工原料产脂肪酸肥皂原料石油沥青主要供道路建筑用石油焦用于冶金钢铝化工电石行业做电极除上述石油商品外,各个炼油装置还得到一些在常温下是气体的产物,总称炼厂气,可直接做燃料或加压液化分出液化石油气,可做原料或化工原料炼油厂提供的化工原料品种很多,是有机化工产品的原料基地,各种油炼厂气都可按不同生产目的生产工艺选用常压下的气态原料主要制乙烯丙烯合成氨氢气乙炔碳黑液态原料液化石油气轻汽油轻柴油重柴油经裂解可制成发展石油化工所需的绝大部分基础原料乙炔除外,是发展石油化工的基础目前,原油因高温结焦严重,还不能直接生产基本有机原料炼油厂还是苯甲苯二甲苯等重要芳烃的提供者最后应当指出,汽油航空煤油柴油中或多或少加有添加剂以改进使用储存性能各个炼油装置生产的产物都需按商品标准加入添加剂和不同装置的油进行调和方能作为商品使用石油添加剂用量少,功效大,属化学合成的精细化工产品,是发展高档产品所必需的,应大力发展主要炼油工艺简介常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏,常减压蒸馏基本属物理过程原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品称为馏分,这些油有的经调合加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料,因此,常减压蒸馏又被称为原油的一次加工包括三个工序原油的脱盐脱水常压蒸馏减压蒸馏原油的脱盐脱水又称预处理从油田送往炼油厂的原油往往含盐主要是氯化物带水溶于油或呈乳化状态,可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去催化裂化催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的是提高原油加工深度,生产优质汽油柴油最重要的工艺操作原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350540馏分的重质油,催化裂化工艺由三部分组成原料油催化裂化催化剂再生产物分离催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体汽油柴油和重质馏分油有部分油返回反应器继续加工称为回炼油催化裂化操作条件的改变或原料波动,可使产品组成波动催化重整催化重整简称重整是在催化剂和氢气存在下,将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程如果以80180馏分为原料,产品为高辛烷值汽油如果以60165馏分为原料油,产品主要是苯甲苯二甲苯等芳烃,重整过程副产氢气,可作为炼油厂加氢操作的氢源重整的反应条件是反应温度为490525,反应压力为12兆帕重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分加氢裂化是在高压氢气存在下进行,需要催化剂,把重质原料转化成汽油煤油柴油和润滑油加氢裂化由于有氢存在,原料转化的焦炭少,可除去有害的含硫氮氧的化合物,操作灵活,可按产品需求调整产品收率较高,而且质量好延迟焦化它是在较长反应时间下,使原料深度裂化,以生产固体石油焦炭为主要目的,同时获得气体和液体产物延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油延迟焦化的主要操作条件是原料加热后温度约500,焦炭塔在稍许正压下操作改变原料和操作条件可以调整汽油柴油裂化原料油焦炭的比例炼厂气加工原油一次加工和二次加工的各生产装置都有气体产出,总称为炼厂气,就组成而言,主要有氢甲烷由2个碳原子组成的乙烷和乙烯由3个碳原子组成的丙烷和丙烯由4个碳原子组成的丁烷和丁烯等它们的主要用途是作为生产汽油的原料和石油化工原料以及生产氢气和氨发展炼油厂气加工的前提是要对炼厂气先分离后利用炼厂气经分离作化工原料的比重增加,如分出较纯的乙烯可作乙苯分出较纯的丙烯可作聚丙烯等石油产品精制前述各装置生产的油品一般还不能直接作为商品,为满足商品要求,除需进行调合添加添加剂外,往往还需要进一步精制,除去杂质,改善性能以满足实际要求常见的杂质有含硫氮氧的化合物,以及混在油中的蜡和胶质等不理想成分它们可使油品有臭味,色泽深,腐蚀机械设备,不易保存除去杂质常用的方法有酸碱精制脱臭加氢溶剂精制白土精制脱蜡等酸精制是用硫酸处理油品,可除去某些含硫化合物含氮化合物和胶质碱精制是用烧碱水溶液处理油品,如汽油柴油润滑油,可除去含氧化合物和硫化物,并可除去酸精制时残留的硫酸酸精制与碱精制常联合应用,故称酸碱精制脱臭是针对含硫高的原油制成的汽煤柴油,因含硫醇而产生恶臭硫醇含量高时会引起油品生胶质,不易保存可采用催化剂存在下,先用碱液处理,再用空气氧化加氢是在催化剂存在下,于300425,15兆帕压力下加氢,可除去含硫氮氧的化合物和金属杂质,改进油品的储存性能和腐蚀性燃烧性,可用于各种油品脱蜡主要用于精制航空煤油柴油等油中含蜡,在低温下形成蜡的结晶,影响流动性能,并易于堵塞管道脱蜡对航空用油十分重要脱蜡可用分子筛吸附润滑油的精制常采用溶剂精制脱除不理想成分,以改善组成和颜色有时需要脱蜡白土精制一般放在精制工序的最后,用白土主要由二氧化硅和三氧化二铝组成吸附有害的物质酸精制是用硫酸处理油品,可除去某些含硫化合物含氮化合物和胶质碱精制是用烧碱水溶液处理油品,如汽油柴油润滑油,可除去含氧化合物和硫化物,并可除去酸精制时残留的硫酸酸精制与碱精制常联合应用,故称酸碱精制脱臭是针对含硫高的原油制成的汽煤柴油,因含硫醇而产生恶臭,硫醇含量高时会引起油品生胶质,不易保存可采用催化剂存在下,先用碱液处理,再用空气氧化加氢是在催化剂存在下于300425,15兆帕压力下加氢,可除去含硫氮氧的化合物和金属杂质,改进油品的储存性能和腐蚀性燃烧性,可用于各种油品脱蜡主要用于精制航空煤油柴油等油中含蜡,在低温下形成蜡的结晶,影响流动性能,并易于堵塞管道脱蜡对航空用油十分重要脱蜡可用分子筛吸附润滑油的精制常采用溶剂精制脱除不理想成分,以改善组成和颜色有时需要脱蜡白土精制一般放在精制工序的最后,用白土主要由二氧化硅和三氧化二铝组成吸附有害的物质润滑油原料主要来自原油的蒸馏,润滑油最主要的性能是粘度安定性和润滑性生产润滑油的基本过程实质上是除去原料油中的不理想组分,主要是胶质沥青质和含硫氮氧的化合物以及蜡多环芳香烃,这些组分主要影响粘度安定性色泽方法有溶剂精制脱蜡和脱沥青加氢和白土精制溶剂精制是利用溶剂对不同组分的溶解度不同达到精制的目的,为绝大多数的润滑油生产过程所采用常用溶剂有糠醛和苯酚生产过程与重整装置的芳香烃抽提相似溶剂脱蜡是除去润滑油原料中易在低温下产生结晶的组分,主要指石蜡,脱蜡采用冷结晶法,为克服低温下粘度过大,石蜡结晶太小不便过滤,常加入对蜡无溶解作用的混合溶剂,如甲苯甲基乙基酮,故脱蜡常称为酮苯脱蜡化工基本有机原料常用工程塑料合成树脂和塑料合成橡胶塑料的成型加工合成纤维精细化工基本有机原料乙烯乙烯在常温下为无色易燃烧易爆炸气体,以它的生产为核心带动了基本有机化工原料的生产,是用途最广泛的基本有机原料,可用于生产塑料合成橡胶,也是乙烯多种衍生物的起始原料,其中生产聚乙烯环氧乙烷氯乙烯苯乙烯是最主要的消费,约占总产量的85裂解的原料烃有气态和液态之分,气态的有炼厂气天然气的凝析液,液态的有汽油煤油柴油原油在高温的裂解炉管内生成焦炭,不能长期运转,自今未能在工业应用气态原料裂解温度高,乙烯收率高可达85,操作方便裂解管不易结焦,但原料资源少,副产少液态原料来源广泛,裂解温度低,收率较低乙烯收率为2530,但副产物多,便于综合利用,生产中需定时清除炉管内的焦炭我国以轻柴油为主要原料,美国以天然气为主,西欧日本以轻汽油为主为减少在炉管中生成焦炭,裂解原料中加入水蒸气裂解炉有多种型式,核心是放在炉膛内成排的炉管,采用专门的燃烧器向炉管供热物料离开裂解炉的温度为850900炉管采用耐热合金钢制成乙烯可由煤焦炉所产煤气中分离,也可由乙醇酒精脱水制取自1923年开始采用裂解法后,上述两种方法不断减少,目前只有少量生产烃类裂解也有多种具体实施方法,至今只有管式炉法独领风骚,占生产能力的99以上,各公司开发的技术都有自己的特点同是管式炉,也有不同的结构,总体上看是大同小异乙烯的生产示意流程图见图31原料经加热后进入裂解炉,产生的高温裂解气先入急冷锅炉快速降温产生的高压水蒸气可带动压缩机,然后再用冷油和水降温,冷却后的气体进分离工序以柴油原料获得的裂解气组成十分复杂,主要是乙烯,丙烯合计占45,其余为氢和甲烷约10,乙烷和丙烷约10,碳四馏分约10以及碳五和以上馏分约20少量有害杂质为水硫化氢二氧化碳乙炔等通常采用加压低温精馏的方法分离乙烯及各种有用产物,具体工艺流程的安排与裂解气组成及产品纯度要求有关分离提纯中安排有压缩加压脱水脱硫脱炔等工序和多个精馏塔,分离后获得乙烯丙烯产量与原料有关,以柴油为原料时,产量约为乙烯的40,其余为氢甲烷,乙烷丙烷重新裂解碳四馏分另设装置加以回收利用裂解汽油另设装置生产芳烃整个裂解分离过程需要材料设备多,尤其是炉管废热锅炉大型压缩机制冷设备低温换热设备大型精馏塔都需大量资金投入,而且技术密集,加上生产流程复杂,物料处理最大,整个生产装置形成了庞大的集群芳烃芳烃指结构上含有苯环的烃作为基本有机原料应用最多的是苯乙苯对二甲苯,此外还有甲苯和邻二甲苯芳烃的来源有炼油厂重整装置乙烯生产厂的裂解汽油煤炼焦时副产目前通过煤炼焦获得的芳烃已不占重要地位不同来源获得的芳烃其组成不同,因此获得的芳烃数量也不相同裂解汽油中苯和甲苯多,二甲苯少重整汽油是苯少,甲苯和二甲苯多乙苯在这两种油中都少这种资源与需求的矛盾促进了芳烃生产技术的发展乙苯是制苯乙烯的原料,苯乙烯是聚苯乙烯丁苯橡胶在合成橡胶中产量最大的原料,因此,乙苯通常采用合成法,即由乙烯和苯制成乙苯,再由乙苯制苯乙烯甲苯资源较多,但应用较少,为弥补苯的不足,可由甲苯制苯目前这一工艺应用很少,一是苯供应充足二是技术上困难较多三是经济上不够合理还应指出,二甲苯有三种异构体邻二甲苯间二甲苯对二甲苯对二甲苯需求量最大,邻二甲苯居中,间二甲苯最小供应量却是间二甲苯最大,邻二甲苯和对二甲苯相近为满足要求主要是生产涤纶,首先把对二甲苯分离出来采用吸附法和低温结晶法,通过异构化反应,把间二甲苯转化成对二甲苯此外把资源较多的甲苯由7个碳原子组成和应用较少的碳九芳烃由9个碳原子组成进行反应,可制成碳八芳烃二甲苯的混合物芳烃的制取方法说明只有深入开展科学研究,掌握和利用规律,才能充分利用已有资源,满足人们日益增长的需求环氧乙烷和乙二醇的生产及应用环氧乙烷是以乙烯为原料生产的产品,产量仅次于聚乙烯塑料,居第二位它是低沸点104的易燃易爆气体在空气中含3100均可爆炸乙二醇是环氧乙烷与水的反应物,是最重的环氧乙烷衍生物它是粘稠液体,沸点1976,有毒除乙二醇外,环氧乙烷产量的1020用于生产表面活性剂及其它多种化工原料乙二醇的主要应用是制取涤纶纤维和聚酯树脂,其次是用于汽车冷却系统的抗冻剂与水混合后,结冰温度可以降至70C以及溶剂润滑剂增湿剂炸药等环氧乙烷与乙二醇通常安排在一个装置生产环氧乙烷的生产几经变化,目前广泛采用的是在银催化剂存在下,用氧气直接氧化,反应温度为250290,反应压力为2兆帕乙二醇的生产方法变化较小,都是采用环氧乙烷与大量水在150200,225兆帕的条件下直接水合乙苯苯乙烯的生产及应用乙苯是具有芳香味的可燃液体,沸点为1362炼油厂的重整装置和烃类裂解制乙烯是都有乙苯生成,但产量低,分离提纯困难通常都采用乙烯与苯反应合成乙苯乙苯绝大部分用于制苯乙烯苯乙烯也是有芳香味的可燃液体,沸点1452苯乙烯极易聚合,除非立刻使用,否则需加入阻聚剂如对苯二酚苯乙烯是重要的聚合物单体,主要用于生产聚苯乙烯塑料丁苯橡胶,还可制造泡沫塑料,可与多种单体共同聚合,生产多种工程塑料以及热塑性弹性体,产品用途极为广泛乙烯与苯合成乙苯时,催化剂可以用三氯化铝液相法磷酸硅藻土三氟化硼三氧化二铝或分子筛牌号为ZSM5使用ZSM5分子筛催化剂时,反应温度为370425,1428兆帕,过程无腐蚀,也无污染为维持连续生产,采用两个反应器交替使用,以便催化剂除焦再生时不停产乙苯脱氢制苯乙烯是当前的主要生产方法产量占90在催化剂主要是铁的氧化物存在下,反应温度为610660采用蒸馏法分离未反应乙苯和少量副产物丙烯腈的生产和应用丙烯腈是无色有毒液体,沸点773丙烯腈是合成纤维腈纶合成橡胶丁腈橡胶合成塑料ABS主要的单体,地位十分重要,还是生产多种有机化工原料的原料由丙烯腈生产的丁腈橡胶可耐冷油和一些有机溶剂的侵泡在第二次世界大战以前采用环氧乙烷法为满足战争需求,开发了乙炔法,原料费用下降1960年,开发了丙烯法,现已淘汰了乙炔法采用丙烯氨空气一步合成,合成丙烯腈被认为是基本有机原料合成方法的重大变革之一该法具有原料来源丰富,不使用剧毒物氢氰酸,反而生产氢氰酸可就近加工成有机玻璃的原料生产丙烯腈时使用的催化剂由含磷钼铋铁的氧化物组成,反应温度约为450合成树脂和塑料1塑料的发展史天然树脂的使用可以追溯到古代,但现代塑料工业形成于1930年,近40年来获得了飞速的发展树脂这一名称是由树木分泌出的脂质而得的人类最早使用的天然树脂是松香虫胶等天然树脂的生产受到地区的限制而产量不大,质量也不高,使用受到限制人们为了寻求天然树脂的代用品,1846年用纤维素棉花和硝酸制得硝酸纤维素,将潮湿的硝酸纤维素和樟脑混合,制成虫胶的代用品,于1872年建厂生产虽然从发现至今已有一百余年,但目前仍在广泛使用,常用名称为赛璐珞,如乒乓球玩具梳子钮扣等随着人类对塑料材料需求的增长和科学技术水平的提高,人们开发出了比天然树脂用途广泛得多的合成树脂合成树脂是由低分子量的化合物经过化学反应制得的高分子量的树脂状物质,在常温常压下一般是固体,也有为粘稠状液体的第一个合成树脂品种为热固性酚醛树脂俗名电木,它是由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的从1907年建立了第一个酚醛树脂厂算起,便开始进入合成高分子时期,1931年开始了第一个热塑性树脂聚氯乙稀树脂的工业生产,此后合成高分子工业发展迅速,聚苯乙烯聚乙酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯等陆续工业化生产目前有工业生产的约30大类树脂在三大合成材料合成树脂与塑料合成橡胶合成纤维中,以合成树脂生产最早产量最大应用最广据统计,1995年世界合成树脂产量约12亿吨,我国大陆合成树脂产量约440万吨2塑料的定义性能特点与组成塑料是可塑性的简称其科学定义为以合成树脂或天然树脂或天然高分子物质为基本成分,在成型加工过程中的某一阶段能流动成型或借就地聚合或固化而定型,其成品状态为柔韧性或刚性固体,但又非弹性体塑料的特点是质轻,具有耐磨耐腐蚀绝缘性好等性能塑料的主要成分是树脂,占总质量的40100生产合成树脂的基本原料常称为单体,单体的性质决定了大分子物质的基本特性,所以在命名和区分塑料时,在单体名称前面加个“聚“字,就形成某种树脂或塑料的名称,如聚乙烯聚丙烯聚氯乙稀等有时直接在单体简称的后面加树脂或塑料即可,如酚醛树脂,脲醛树脂环氧树脂等虽然塑料的基体是树脂,但大多数情况下三塑料中加有添加剂也称助剂,这些添加剂常具有特定功能,可以改进加工或使用性能,有时仅仅作为增量剂使用,以降低制造成本常用的添加剂有1增塑剂绝大部分合成树脂具有可塑性,但可塑性的大小却不相同,为了使树脂易于塑化和赋予制品柔软性,一般在树脂中加入一些低分子物质,这些低分子物称为增塑剂增塑剂是液体或低熔点物质,与树脂应有较好的混溶性常用的增塑剂由邻苯二甲酸酯类脂肪族二元酸酯类磷酸酯类氯化石蜡等2润滑剂在塑料成型加工过程中,为了改善熔融物料的流动性,并使之不粘附在金属设备或模具上,同时使脱模容易所加入的添加剂称为润滑剂常用的润滑剂由硬脂酸及其盐类等3稳定剂为防止或抑制塑料制品的性能劣化而加入的添加剂称为稳定剂具有代表性的有热稳定剂光稳定剂和抗氧剂4着色剂为了美化和装饰塑料而在物料中加入的含色料的添加剂称为着色剂5填料加于塑料的配合料中以降低成本,有时也可增进塑料的物理性能,如硬度刚度及冲击强度的相对惰性的物质称为填料最常用的填料由粘土硅酸盐滑石碳酸盐等3塑料的分类塑料可按制造过程所采用的合成树脂的性质来分类一般可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类热塑性塑料是由可以多次反复加热而仍保持可塑性的合成树脂所制得的塑料热塑料性塑料加热即软化,并能成型加工,冷却即固化,可以多次成型,如聚乙烯聚氯乙稀等与热塑性塑料不同,热固性塑料加热即软化,并能成型加工,但继续加热则固化成型固化后的产品再进行加热,也不能使其熔化即热固性塑料在成型前是可熔可熔的,即是可塑的,而一经成型固化后,就变成不熔不溶的了,不能进行多次成型,如酚醛塑料塑料也可按用途分为通用塑料工程塑料和特种塑料痛用塑料是大宗生产的一类塑料,其价格低廉,可用于一般用途工程塑料能作为工程材料使用,具有相对密度小化学稳定性好电绝缘性能优越成型加工容易机械性能优良等特点特种塑料具有通用塑料所不具有的特性,通常认为是用于能发挥其特性场合的塑料一般认为聚乙烯聚丙稀聚氯乙烯及聚奔乙烯属于通用料ABS也包括在通用塑料中工程塑料有聚酰胺聚酯聚碳酸酯聚甲醛聚苯醚聚亚苯基氧聚砜和聚酰亚胺等,广泛用于化工电子机械汽车制造航空建筑交通等工业4塑料的制造过程绝大多数塑料制造的第一步是合成树脂的生产由单体聚合而得,然后根据需要,将树脂有时加入一定量的添加剂进一步加工成塑料制品有少数品种如有机玻璃其树脂的合成和塑料的成型是同时进行的合成树脂合成树脂为高分子化合物,是由低分子原料单体如乙烯丙烯氯乙烯等通过聚合反应结合成大分子而生产的工业上常用的聚合方法有本体聚合悬浮聚合乳液聚合和溶液合4种本体聚合法本体聚合是单体在引发剂或热光辐射的作用下,不加其他介质进行的聚合过程特点是产品纯洁,不需复杂的分离提纯,操作较简单,生产设备利用率高可以直接生产管材板材等质品,故又称块状聚合缺点是物料粘度随着聚和反应的进行而不断增加,混合和传热困难,反应器温度不易控制本体聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃聚苯乙烯低密度聚乙烯聚丙烯聚酯和聚酰胺等树酯的生产悬浮聚合法悬浮聚合是指单体在机械搅拌或振荡和分散剂的作用下,单体分散成液滴,通常悬浮于水中进行的聚合过程,故又称珠状聚合特点是反应器内有大量水,物料粘度低,容易传热和控制聚合后只需经过简单的分离洗涤干燥等工序,即得树脂产品,可直接用于成型加工产品较纯净均匀缺点是反应器生产能力和产品纯度不及本体聚合法,而且,不能采用连续法进行生产悬浮聚合在工业上应用很广75的聚氯乙稀树脂采用悬浮聚合法,聚苯乙烯也主要采用悬浮聚合法生产反应器也逐渐大型化乳液聚合法乳液聚合是指借助乳化剂的作用,在机械搅拌或振荡下,单体在水中形成乳液而进行的聚合乳液聚合反应产物为胶乳,可直接应用,也可以把胶乳破坏,经洗涤干燥等后处理工序,得粉状或针状聚合物乳液聚合可以在较高的反应速度下,获得较高分子量的聚合物,物料的粘度低,易于传热和混合,生产容易控制,残留单体容易除去乳液聚合的缺点是聚合过程中加入的乳化剂等影响制品性能为得到固体聚合物,耗用经过凝聚分离洗涤等工艺过程反应器的生产能力比本体聚合法低溶液聚合法溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应形成的聚合物有时溶于溶剂,属于典型的溶液聚合,产品可做涂料或胶粘剂如果聚合物不溶于溶剂,称为沉淀聚合或淤浆聚合,如生产固体聚合物需经沉淀过滤洗涤干燥才成为成品在溶液聚合中,生产操作和反应温度都易于控制,但都需要回收溶剂工业溶液聚合可采用连续法合间歇法,大规模生产常采用连续法,如聚丙烯等塑料的成型加工塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程加工方法通常称为塑料的一次加工包括压塑模压成型挤塑挤出成型注塑注射成型吹塑中空成型压延等压塑压塑也称模压成型或压制成型,压塑主要用于酚醛树脂脲醛树脂不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型挤塑挤塑又称挤出成型,是使用挤塑机挤出机将加热的树脂连续通过模具,挤出所需形状的制品的方法挤塑有时也有于热固性塑料的成型,并可用于泡沫塑料的成型挤塑的优点是可挤出各种形状的制品,生产效率高,可自动化连续化生产缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工,制品尺寸容易产生偏差注塑注塑又称注射成型注塑是使用注塑机或称注射机将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型注塑的优点是生产速度快效率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大量生产缺点是设备及模具成本高,注塑机清理较困难等吹塑吹塑又称中空吹塑或中空成型吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法用吹塑法可生产薄膜制品各种瓶桶壶类容器及儿童玩具等压延压延是将树脂合各种添加剂经预期处理捏合过滤等后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材,随后从压延机辊筒上剥离下来,再经冷却定型的一种成型方法压延是主要用于聚氯乙稀树脂的成型方法,能制造薄膜片材板材人造革地板砖等制品通用塑料通用塑料有五大品种,即聚乙烯聚丙烯聚氯乙稀聚苯乙烯及ABS它们都是热塑性塑料聚乙烯PE聚乙烯是塑料工业中产量最高的品种聚乙烯是不透明或半透明质轻的结晶性塑料,具有优良的耐低温性能最低使用温度可达70100,电绝缘性化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,但不耐热聚乙烯适宜采用注塑吹塑挤塑等方法加工聚丙烯PP聚丙烯是由丙烯聚合而得的热塑性塑料,通常为无色半透明固体,无臭无毒,密度为0900919克/厘米3,是最轻的通用塑料,其突出优点是具有在水中耐蒸煮的特性,耐腐蚀,强度刚性和透明性都比聚乙烯好,缺点是耐低温冲击性差,易老化,但可分别通过改性和添加助剂来加以改进聚丙烯的生产方法有淤浆法液相本体法和气相法3种聚氯乙稀PVC聚氯乙稀是由氯乙烯聚合而得的塑料,通过加入增塑剂,其硬度可大幅度改变它制成的硬制品以至软制品都有广泛的用途聚氯乙稀的生产方法有悬浮聚合法乳液聚合法和本体聚合法,以悬浮聚合法为主聚苯乙烯PS通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物,外观透明,但有发脆的缺点,因此,通过加入聚丁二烯可制成耐冲击性聚苯乙烯HTPS聚苯乙烯的主要生产方法有本体聚合悬浮聚合和溶液聚合ABSABS树脂是丙烯腈丁二烯苯乙烯三种单体共同聚合的产物,简称ABS三元共聚物这种塑料由于其组分A丙烯腈B丁二烯和S苯乙烯在组成中比例不同,以及制造方法的差异,其性质也有很大的差别ABS是合用注塑和挤压加工,故其用途也主要是生产这两类制品常用工程塑料常用的工程塑料品种,如聚铣胺聚碳酸酯聚甲醛聚酯聚苯醚聚砜,它们都是热塑性塑料聚铣氨PA聚铣氨又称尼龙,包括尼龙6尼龙66尼龙11尼龙12芳香族尼龙等品种,常用的是尼龙6和尼龙66它们都是尼龙纤维的原料,但也是重要的塑料尼龙6和尼龙66都是乳白色半透明的结晶性塑料,具有耐热性耐磨性,同时耐油性优良但有吸水性是其缺点,其机械性质随吸湿的程度有很大变化,而且制品的尺寸也改变聚碳酸酯PC聚碳酸酯是透明强度高,具有耐热性的塑料尤其是冲击强度大,在塑料中属于佼佼者,而且抗蠕变性能好,甚至在120下仍保持其强度因此,作为工业用塑料而被广泛应用但是,耐化学药品性稍低,不耐碱强酸和芳香烃聚碳酸酯适于注塑挤塑吹塑等加工聚甲醛POM聚甲醛是乳白色不透明的塑料,抗磨性回弹性及耐热性等性能优良通过注塑法广泛用于制造机械部件,还可以做弹簧,是典型的工程塑料聚酯常用的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯PET,它是由对苯二甲酸与乙二醇进行缩聚反应制得的,也是生产涤纶纤维的原料这种聚酯具有耐热性和良好的耐磨性,而且有一定强度和优良的不透气性聚对苯二甲酸乙二酯制成的双向拉伸薄膜广泛用于录音带电影及照相软片等双向拉伸吹塑制品的瓶子,由于透明及二氧化碳不易透明,常用作碳酸饮料的容器聚苯醚PPO聚苯