有机化工生产基础1课件

1、有机化工生产技术有机化工生产技术主讲主讲 刘小隽刘小隽课程说明课程说明学时安排学时安排12课程要求课程要求3课程建议课程建议4课程内容课程内容学时安排学时安排v石化石化1133.41133.4:1-18:1-18周上课周上课v第第1919周考试周考试v第第17.1817.18周复习周复习v每周每周8 8学时学时v共共144144学时学时课程内容课程内容v学习情境一学习情境一 有机化工生产基本知识有机化工生产基本知识v学习情境二学习情境二 环氧乙烷生产环氧乙烷生产v学习情境三学习情境三 甲醇生产甲醇生产v学习情境四学习情境四 MTBE生产生产v学习情境五学习情境五 乙烯生产乙烯生产v学习情境六学

2、习情境六 苯乙烯生产苯乙烯生产v甲苯歧化、碳八芳烃分离、丙烯腈甲苯歧化、碳八芳烃分离、丙烯腈课程要求课程要求v目标目标：和谐；有所收获：和谐；有所收获v上课上课：禁止迟到早退；手机静音；带笔和作业：禁止迟到早退；手机静音；带笔和作业纸纸v成绩评定成绩评定： 日常（出勤、表现、课内外作业日常（出勤、表现、课内外作业 ）、阶段测验、）、阶段测验、实践、期末考试实践、期末考试v期末考试资格期末考试资格：请假超过：请假超过1/3取消资格取消资格课程建议课程建议v多阅读多阅读v多思考多思考v多看化工网站资料（百度、海川在线、网络课多看化工网站资料（百度、海川在线、网络课程）程）v多与毕业生交流多与毕业生

3、交流学习情境一学习情境一 有机化工生产基本知识有机化工生产基本知识任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成任务二任务二 有机化工有机化工生产运行生产运行任务三任务三 有机化工有机化工生产评价生产评价任务四任务四 工业催化剂工业催化剂任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成一、有机化工生产一、有机化工生产二、有机化工生产的特点二、有机化工生产的特点三、有机化工生产过程组成三、有机化工生产过程组成四、有机化工生产工艺流程四、有机化工生产工艺流程任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成学习任务学习任务一、化学工业分类一、化学工业分类二、有机化工生产任务二、有

4、机化工生产任务三、有机化工原料及加工三、有机化工原料及加工四、有机化工生产的特点四、有机化工生产的特点五、有机化工生产过程组成五、有机化工生产过程组成六、有机化工生产工艺流程的表示方法六、有机化工生产工艺流程的表示方法任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成一、有机化工生产一、有机化工生产v1、化学工业、化学工业v按产品的元素分：无机物化学工业和有机物化学工业按产品的元素分：无机物化学工业和有机物化学工业v有机化学工业分：基本有机化学工业、高分子化学工业有机化学工业分：基本有机化学工业、高分子化学工业和精细化学工业和精细化学工业 ,分别生产基本有机化工原料、聚合物和分别生产基本有

5、机化工原料、聚合物和精细化学品。精细化学品。v按原料的来源和加工特点分：石油化工、煤化工、（天按原料的来源和加工特点分：石油化工、煤化工、（天然气化工）、生物化工等。然气化工）、生物化工等。任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成2 、有机化工、有机化工目的：目的：直接或间接利用煤、石油、天然气和生物质直接或间接利用煤、石油、天然气和生物质四大基础原料四大基础原料，经过一系列，经过一系列化学和物理的加工过程化学和物理的加工过程生生产质量合格的产质量合格的有机产品有机产品。产品主要包括产品主要包括“三烯三烯”、“三苯三苯”、乙炔、萘、醇、乙炔、萘、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯以及其他

6、衍生物酚、醚、醛、酮、酸、酯以及其他衍生物产品可以作为后续有机化工、高分子化工和精细化产品可以作为后续有机化工、高分子化工和精细化工生产过程的原料，某些也可以接使用。工生产过程的原料，某些也可以接使用。说明说明v 四大原料四大原料：基础，不一定是直接原料：基础，不一定是直接原料目前目前93以上的有机化工原料来自石油和天然气以上的有机化工原料来自石油和天然气v 化学过程化学过程：有机反应，主副反应均有：有机反应，主副反应均有v 物理过程物理过程：原料和产品的处理：原料和产品的处理v 产品产品： 三烯：乙烯、丙烯、丁二烯三烯：乙烯、丙烯、丁二烯 三苯：苯、甲苯、二甲苯三苯：苯、甲苯、二甲苯 直接用

7、产品：氯仿、四氯化碳、乙醇等直接用产品：氯仿、四氯化碳、乙醇等 间接用产品：做原料继续生产其他产品间接用产品：做原料继续生产其他产品举例举例v 石油石油-常减压蒸馏常减压蒸馏汽油汽油-裂解裂解乙烯乙烯v 天然气天然气乙烷乙烷裂解裂解乙烯乙烯v 煤煤蒸汽转化蒸汽转化合成气合成气甲醇甲醇v 天然气天然气部分氧化部分氧化合成气合成气甲醇甲醇-v 天然气天然气蒸汽转化蒸汽转化合成气合成气-甲醇甲醇羰化羰化醋酸醋酸v 生物质生物质醋酸醋酸任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成3、有机化工的原料、有机化工的原料四大原料：四大原料：煤、石油、天然气和生物质煤、石油、天然气和生物质三大原料：三

8、大原料：天然气、煤、石油天然气、煤、石油1）煤及其利用）煤及其利用 v煤的焦化（高温干馏）煤的焦化（高温干馏） 在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气。煤焦油中可获得萘，在粗苯中可得到苯、甲苯、二甲苯等。和焦炉气。煤焦油中可获得萘，在粗苯中可得到苯、甲苯、二甲苯等。v煤的气化：以煤或煤焦为原料，以氧气、水蒸汽等做气化剂在高温煤的气化：以煤或煤焦为原料，以氧气、水蒸汽等做气化剂在高温下通过化学反应转化为含下通过化学反应转化为含CO、H2等气体的过程。等气体的过程。v煤的液化：指煤经化学加工转化为液体燃料。煤液化分为

9、直接液化煤的液化：指煤经化学加工转化为液体燃料。煤液化分为直接液化和间接液化。和间接液化。 直接液化是采用加氢的的方法，使煤转化为液态烃，称为人造石油，直接液化是采用加氢的的方法，使煤转化为液态烃，称为人造石油，可加工成燃料。可加工成燃料。 间接液化是先制成合成气，然后通过催化剂作用转化为烃类燃料、间接液化是先制成合成气，然后通过催化剂作用转化为烃类燃料、含氧化合物燃料。含氧化合物燃料。任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成3、有机化工的原料、有机化工的原料2）天然气及其利用）天然气及其利用v主要含甲烷，主要含甲烷，C1-C4。 分为干气和湿气。分为干气和湿气。v干气主要成分是

10、甲烷，少量的乙烷、丙烷和丁烷及更重的干气主要成分是甲烷，少量的乙烷、丙烷和丁烷及更重的烃烃，也会有烃烃，也会有CO2、N2、H2S和和NH3等。加压不易液化等。加压不易液化v湿气除甲烷、乙烷等低碳烷烃外，还含有少量轻汽油，稍湿气除甲烷、乙烷等低碳烷烃外，还含有少量轻汽油，稍加压缩有凝析油析出加压缩有凝析油析出v21世纪被称为天然气时代，是清洁优质的能源、重要的化世纪被称为天然气时代，是清洁优质的能源、重要的化工原料。工原料。任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成3、有机化工的原料、有机化工的原料3）石油及其利用）石油及其利用v一次加工：一次加工： 原油的常减压蒸馏原油的常减压蒸

11、馏v二次加工：二次加工：v催化裂化：生成气态烃、汽油、柴油和焦炭。催化裂化：生成气态烃、汽油、柴油和焦炭。v催化重整：生产石油芳烃和高辛烷值汽油，并副产液化石催化重整：生产石油芳烃和高辛烷值汽油，并副产液化石油气和氢气。油气和氢气。v催化加氢裂化：转化为气态烃、汽油、喷气燃料（航煤）、催化加氢裂化：转化为气态烃、汽油、喷气燃料（航煤）、柴油等。柴油等。v延迟焦化：焦、焦化汽柴油、气延迟焦化：焦、焦化汽柴油、气任务一任务一 有机化工生产过程组成有机化工生产过程组成3、有机化工的原料、有机化工的原料4）生物质）生物质v生物柴油生产：豆油、蓖麻油、棕榈油等生物柴油生产：豆油、蓖麻油、棕榈油等v醋酸生

12、产：发酵、食用醋酸生产：发酵、食用v糠醛生产：呋喃甲醛，唯一生产办法是生物质糠醛生产：呋喃甲醛，唯一生产办法是生物质二、有机化工生产的特点二、有机化工生产的特点1 1、原料来源丰富、产品种类多、原料来源丰富、产品种类多2 2、生产方法多样、生产方法多样v同一原料同一原料-不同过程不同过程不同产品不同产品v不同原料不同原料不同工艺不同工艺不同产品不同产品v同一原料同一原料不同工艺不同工艺-相同产品相同产品合成气合成气甲醇：低压法、高压法甲醇：低压法、高压法乙烯乙烯-环氧乙烷：氯醇法、氧化法环氧乙烷：氯醇法、氧化法v不同原料不同原料不同工艺不同工艺相同产品相同产品天然气天然气蒸汽转化蒸汽转化合成气

13、合成气-甲醇甲醇羰化羰化醋酸醋酸生物质生物质醋酸醋酸3 3、装置大型化、综合化、装置大型化、综合化4 4、技术密集、技术密集5 5、重视能量的综合利用、重视能量的综合利用6 6、加强安全和环境保护意识、加强安全和环境保护意识三、有机化工生产过程组成三、有机化工生产过程组成l有机化工生产过程有机化工生产过程：将原料转化为产品所需要的：将原料转化为产品所需要的一系列化学和物理的加工过程按照一定的顺序有一系列化学和物理的加工过程按照一定的顺序有机的组合起来机的组合起来l三部分构成三部分构成：原料预处理、化学反应、产品的分：原料预处理、化学反应、产品的分离与精制离与精制（一）原料预处理（一）原料预处理

14、 v目的：目的： 使原料达到反应所需要的相态、温度、纯使原料达到反应所需要的相态、温度、纯度和组成配比。度和组成配比。v方法：方法：物理和化学方法物理和化学方法v 原 料 预处理v 原料预热、冷v 原 料 配 比混合v 原料净化v 如 ： 空 气除尘v 如 ： 原 料 脱H2Sv 如：合成气除油污v 加 热炉v 换 热器举例举例v合成气制甲醇的原料预处理合成气制甲醇的原料预处理含硫化氢，催化剂中毒，用碱洗方法净化含硫化氢，催化剂中毒，用碱洗方法净化一氧化碳一氧化碳/ /氢气配比要调节氢气配比要调节原料需预热原料需预热（二）化学反应过程（二）化学反应过程v 化学反应：化学反应：有机化工生产的核心

15、有机化工生产的核心有机化工的反应过程复杂，主副反应共存，反应效果有机化工的反应过程复杂，主副反应共存，反应效果的好坏直接影响原料的转化率、产品的收率；影响的好坏直接影响原料的转化率、产品的收率；影响后续分离系统后续分离系统v 目的：目的：需要在特定的反应器中控制适宜的反应条件需要在特定的反应器中控制适宜的反应条件实现原料向产品的转化。实现原料向产品的转化。（二）化学反应过程（二）化学反应过程v 化学反应分类化学反应分类 反应类型分反应类型分: :氧化、氯化、加氢、脱氢、羰化、烷基化等氧化、氯化、加氢、脱氢、羰化、烷基化等 有无催化剂分有无催化剂分: :非催化反应、催化反应。非催化反应、催化反应

16、。 反应相态分反应相态分: :均相、非均相反应。均相、非均相反应。 反应的热效应分反应的热效应分: :吸热、放热反应。吸热、放热反应。 操作方式分操作方式分: :间歇式、连续式操作。间歇式、连续式操作。（二）化学反应过程（二）化学反应过程反应设备反应设备 反应炉、鼓泡式反应器、管式反应器、釜式反应器反应炉、鼓泡式反应器、管式反应器、釜式反应器固定床反应器和流化床反应器等固定床反应器和流化床反应器等 由于反应的热效应不同、反应器结构的差异，反应器由于反应的热效应不同、反应器结构的差异，反应器的供热和移热控温的方法也不尽相同。的供热和移热控温的方法也不尽相同。（三）产品的分离与精制（三）产品的分离

17、与精制v原因原因 从反应器出来的产物是复杂的混合物，一般含有产从反应器出来的产物是复杂的混合物，一般含有产品、未转化的原料和副产物品、未转化的原料和副产物v目的目的 通过分离与精制才能获得合格的产品，并回收副产通过分离与精制才能获得合格的产品，并回收副产物，保证为反应的原料循环使用，提高原料利用率。物，保证为反应的原料循环使用，提高原料利用率。（三）产品的分离与精制（三）产品的分离与精制v 方法方法 产物混合物可能含有气体、液体和固体物质。产物混合物可能含有气体、液体和固体物质。 若组分沸点差较大，可采用精馏分离；若组分沸点差较大，可采用精馏分离； 若组分的沸点差较小，可采用萃取精馏分离；若组

18、分的沸点差较小，可采用萃取精馏分离； 若组分熔点差较大可采用结晶；若组分熔点差较大可采用结晶； 若组分在溶剂中的溶解度不同，可采用吸收或萃取等方法。若组分在溶剂中的溶解度不同，可采用吸收或萃取等方法。 固体产物的分离可以采用过滤的方法分离，还需要经过干固体产物的分离可以采用过滤的方法分离，还需要经过干燥处理燥处理 。四、有机化工生产工艺流程四、有机化工生产工艺流程v工艺流程：将有机化工生产过程用一定的方式表达出工艺流程：将有机化工生产过程用一定的方式表达出来来v一般原则流程主要以图形表达一般原则流程主要以图形表达v流程框图：以方框来表达各单元流程框图：以方框来表达各单元v工艺流程图：以设备外形或简示图形表达的流程图工艺流程图：以设备外形或简示图形表达的流程图v带控制点的工艺流程：生产装置的操作控制必须使用带控制点的工艺流程：生产装置的操作控制必须使用课内作业课内作业v 有机化学工业分为基本有机化学工业、高分子化学工业和有机化学工业分为基本有机化学工业、高分子化学工业和 化工化工 。v 化工按原料的来源分为化工按原料的来源分为 化工、化工、 化工、化工、 化工和化工和 化工等。化工等。v 三烯和三苯分别指（三烯和三苯分别指（ ）。）。A：乙烯、丙烯和丁烯，苯、甲苯和二甲苯；B