1、石油與天然氣加工 石油煉制與化工 天然氣加工石油煉制與化工 石油煉制 乙烯工業 基本有機化工石油煉制 原油的組成與一般性質 石油產品及其牌號 原油預處理及常減壓蒸餾 石油二次加工：催化裂化，催化重整，催化加氫，熱裂化，延遲焦化，加氫裂化等石油的性質、組成 、來源與開采v顏色顏色: :黃到黑褐色黃到黑褐色, ,有熒光有熒光. . v相對密度相對密度: :0.75-1.00.75-1.0v組成組成: : C 85%-87%;H 11%-14%;S C 85%-87%;H 11%-14%;S、N N、O1%.O1%. S: H2S,RSH,RSR,RSSR,COS,Ar-SH S: H2S,RSH,

2、RSR,RSSR,COS,Ar-SHv分類分類: :特性因素特性因素 石蠟基石油、中間基石油、環烷基石油石蠟基石油、中間基石油、環烷基石油v石油的來源與開采石油的來源與開采 石油產品及其牌號v汽油汽油(50-200): 90#、93#、95#、97#、 (70#) 辛烷值辛烷值-異辛烷異辛烷(100)+正庚烷正庚烷(0)v航煤航煤(145-230 ): 1#、2#、3#、4#. 結晶點等結晶點等v煤油煤油(180-310 ): 燈用級、信號燈級、拖拉機級燈用級、信號燈級、拖拉機級v柴油柴油(260-350 ): 10、0、-10、-20、-35、-50.凝點凝點v潤滑油潤滑油(350-520

3、):汽機油、柴機油、機械油、工藝油汽機油、柴機油、機械油、工藝油v重油重油(520 ):鍋爐級鍋爐級 船用級船用級v石蠟石蠟45、50、52、60v地蠟地蠟67、75、80. v瀝青瀝青道路道路,建筑建筑,橡膠橡膠,油漆油漆 原油預處理及常減壓蒸餾原油預處理（電化學沉降脫鹽脫水）工藝流程圖工藝流程圖原油預處理及常減壓蒸餾常減壓蒸餾( (常壓常壓 370370；減壓；減壓 410)410) 某化工廠某化工廠原油常減壓蒸餾三段氣化工藝流程圖原油常減壓蒸餾三段氣化工藝流程圖 1-1-初餾塔；初餾塔；2-2-常壓加熱爐；常壓加熱爐；3-3-常壓塔；常壓塔；4-4-減壓加熱爐；減壓加熱爐；5-5-減壓塔

4、減壓塔 催化裂化 原料原料減壓餾份油減壓餾份油常壓重油常壓重油焦化蠟油焦化蠟油 催化劑催化劑無定型硅酸鋁無定型硅酸鋁-固定床反應器固定床反應器合成硅酸鋁合成硅酸鋁-流化床反應器流化床反應器分子篩分子篩/硅酸鋁硅酸鋁-提升管反應器提升管反應器 裂化原理裂化原理 (反應反應-再生再生) 大分子大分子小分子小分子 正正 烷烷正正 烷烷1 + 烯烴烯烴 正正 烷烷異構異構 烷烷 環烷烴環烷烴 芳香烴芳香烴催化裂化工藝流程催化重整 目的目的 直餾汽油直餾汽油芳香烴、高辛烷值汽油、芳香烴、高辛烷值汽油、H2、液化氣、液化氣 原理：原理： 環烷烴（六圓、五圓）環烷烴（六圓、五圓）芳香烴；芳香烴； 烷烴烷烴芳

5、香烴；烷烴芳香烴；烷烴異構烷烴。異構烷烴。 催化劑：催化劑：鉑、鉑鉑、鉑錸、鉑錸、鉑銥銥鋁鋁/分子篩分子篩 工藝流程工藝流程反應部分反應部分；分離部分分離部分 直餾汽油直餾汽油預處理（預脫砷、預分餾、預加預處理（預脫砷、預分餾、預加氫）氫）反應反應后加氫后加氫白土精制白土精制分餾分餾產品產品催化重整工藝流程圖延遲焦化延遲焦化基本原理 將渣油高速通過溫度為將渣油高速通過溫度為500 505的加熱爐，的加熱爐，由于高速渣油在這里來不及反應，而是到由于高速渣油在這里來不及反應，而是到后續設備焦炭塔中再進行裂化、縮合反應，后續設備焦炭塔中再進行裂化、縮合反應，轉化為氣體、汽油、柴油及焦炭。這一過轉化為

6、氣體、汽油、柴油及焦炭。這一過程稱為延遲焦化。其主要反應有：程稱為延遲焦化。其主要反應有： 裂解反應吸熱，產生小分子裂解反應吸熱，產生小分子 縮合反應放熱，生成大分子。縮合反應放熱，生成大分子。加氫裂化加氫裂化 加氫裂化目的加氫裂化目的:普通裂化后大分子變為小分普通裂化后大分子變為小分子子,輕質油產率不高輕質油產率不高,重要原因是元素重要原因是元素H不夠。不夠。所以加所以加H裂化可使部分裂解物變成輕烴類，裂化可使部分裂解物變成輕烴類，提高輕油產率。提高輕油產率。 優點：優點：適用原料廣泛，可根據需要生產汽適用原料廣泛，可根據需要生產汽油、柴油等。產品收率高、質量好、流程油、柴油等。產品收率高、

7、質量好、流程簡單。簡單。 缺點：缺點：操作溫度較高操作溫度較高300 450 C,壓力也較壓力也較高高10 20MPa，投資大、操作費用高。，投資大、操作費用高。單段串聯全循環加氫裂化反應部分工藝流程圖單段串聯全循環加氫裂化反應部分工藝流程圖1精制反應器；2裂化反應器；3循環氫加熱爐；4循環氫壓縮機；5高壓分離器；6低壓分離器；7分餾塔乙烯工業熱裂解原理烴類管式爐裂解生產乙烯裂解氣的凈化深冷分離流程生產乙烯的其它方法我國乙烯裝置情況我國乙烯裝置情況 我國現有裝置可分為三類：我國現有裝置可分為三類：v第一類第一類是是7070年代引進的規模年代引進的規模3030萬噸以上的大型乙萬噸以上的大型乙烯裝

8、置，共烯裝置，共7 7套，包括燕山、大慶、齊魯、揚子、套，包括燕山、大慶、齊魯、揚子、上海上海2#2#、茂名乙烯、吉化、茂名乙烯、吉化2#2#裝置；總能力裝置；總能力312312萬噸萬噸/ /年，占全國乙烯總能力年，占全國乙烯總能力65.16%65.16%。v第二類第二類為為9090年代建成的具有一定技術水平的規模年代建成的具有一定技術水平的規模2020萬噸以下的乙烯裝置，共有萬噸以下的乙烯裝置，共有7 7套，包括天津、中套，包括天津、中原、北京東方、廣州、盤錦、獨山子、撫順乙烯原、北京東方、廣州、盤錦、獨山子、撫順乙烯裝置；裝置；v第三類第三類為建設年代較早規模較小技術落后的為建設年代較早規

9、模較小技術落后的1515萬萬噸以下的乙烯裝置，共噸以下的乙烯裝置，共4 4套，包括吉化套，包括吉化1#1#、上海、上海1#1#、遼陽、蘭州乙烯裝置。遼陽、蘭州乙烯裝置。 熱裂解原理乙烯性質、用途乙烯性質、用途乙烯產品標準乙烯產品標準反應類型：反應類型：脫氫、斷鏈、異構化、疊合，脫氫、斷鏈、異構化、疊合，焦化。焦化。一次反應：一次反應：由烴類裂解生成乙烯和丙烯的由烴類裂解生成乙烯和丙烯的反應。（有利）反應。（有利）二次反應二次反應：乙烯、丙烯繼續反應生成炔烴、：乙烯、丙烯繼續反應生成炔烴、二二 烯烴、芳烴直至烯烴、芳烴直至 生成焦或碳的反應。生成焦或碳的反應。（不利）（不利）乙烯性質、用途乙烯性

10、質、用途 性質：性質：無色無色可燃性氣體可燃性氣體，微具烴類特有，微具烴類特有的臭味。標況下氣體的密度：的臭味。標況下氣體的密度：1.2604kg/m3 ,液體的比重：液體的比重：0.5699（-103.9/4）；）； 熔點：熔點：-169.4,沸點：沸點：-103.9，臨界，臨界溫度：溫度：9.9，臨界壓力：，臨界壓力：5.137 Mpa； 爆炸極限：爆炸極限：2.7%36%(體積體積)。 用途：用途：主要用于制備合成樹脂、合成橡主要用于制備合成樹脂、合成橡膠、合成纖維，還用于生產乙二醇、環膠、合成纖維，還用于生產乙二醇、環氧乙烷、乙醛、醋酸、苯乙烯等有機合氧乙烷、乙醛、醋酸、苯乙烯等有機合

11、成產品。成產品。 執行標準：執行標準：GB 7715-1987 1、烷烴熱裂解的一次反應（1） 斷鏈反應：斷鏈反應：Cm+nH2(m+n)+2（2） 脫氫反應：脫氫反應：CmH2m+2（3） 裂解規律：裂解規律： A、斷鏈脫氫反應皆是、斷鏈脫氫反應皆是吸熱反應吸熱反應，需提供大量的熱。，需提供大量的熱。 B、ECHECC C、斷鏈反應：多、斷鏈反應：多C，CC中間斷裂；中中間斷裂；中C，趨向兩，趨向兩端斷裂；同端斷裂；同C時，異烷比正烷易裂解。時，異烷比正烷易裂解。 D、帶支鏈烷烴：主、支很長，同直鏈烷；主支較短，、帶支鏈烷烴：主、支很長，同直鏈烷；主支較短，斷支鏈斷支鏈CnH2n+CmH2m

12、+2CmH2m+H2 q（1）斷鏈反應：）斷鏈反應：q Cm+nH2(m+n)q（2）脫脫H反應反應：q 例：例： q（3）歧化反應：歧化反應：q 例：例：CmH2m+CnH2n26484HHCHC64626384426322HCHCHCHCHCHC 3、環烷烴熱裂解的一次反應 環烷烴裂解生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烴等：環烷烴裂解生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烴等：裂解規律為：裂解規律為：v（1）帶短側鏈時，先斷側鏈再裂解；）帶短側鏈時，先斷側鏈再裂解；v（2）帶長側鏈，先在側鏈是間斷裂；）帶長側鏈，先在側鏈是間斷裂；v（3）側鏈斷裂產物，可烯、可烷；）側鏈斷裂產物，可烯、可烷；v（4）脫氫成芳烴

13、比開環容易；）脫氫成芳烴比開環容易；v（5）V六元環六元環V五元環。五元環。4、芳 烴 裂 解芳環不斷裂芳環不斷裂斷側鏈生成苯、甲苯、二甲苯斷側鏈生成苯、甲苯、二甲苯苯脫氫生成聯苯；苯脫氫生成聯苯； 多環芳烴縮合成稠環芳烴；多環芳烴縮合成稠環芳烴； 進一步生成焦的反應。進一步生成焦的反應。烴類管式爐裂解生產乙烯 基本特征：基本特征：高溫、快速、急冷。高溫、快速、急冷。 這就要求裂解裝置在短時間內迅速供給大這就要求裂解裝置在短時間內迅速供給大量熱量，并達到裂解所需最高溫度和解決高溫量熱量，并達到裂解所需最高溫度和解決高溫裂解氣的急冷。關鍵是應采用合適的裂解方法裂解氣的急冷。關鍵是應采用合適的裂解

14、方法和選擇先進的裂解設備。和選擇先進的裂解設備。 管式爐裂解主要過程管式爐裂解主要過程：原原料料烴烴熱熱裂裂解解預預處處理理分分離離產產 品品：乙烯丙烯等裂解氣裂解氣的凈化 凈化與分離的任務凈化與分離的任務 除去裂解氣中有害雜質除去裂解氣中有害雜質 分離出單一烯烴產品和餾分，提供有分離出單一烯烴產品和餾分，提供有機化工原料機化工原料凈化的主要過程酸性氣體脫除脫水脫炔酸性氣體脫除逸出氣裂解氣廢堿裂解氣水水新堿 13% 57%1015%堿洗法流程簡圖脫水濕裂解氣濕再生氣B臺干燥器干裂解氣冷再生氣熱再生氣 干燥器使用、再生流程A臺干燥器餾分過熱水蒸氣工藝空氣水洗水脫炔后 催化加氫脫乙炔及再生流程1-

15、加氫反應器；2-再生反應器；3-綠油洗滌塔；4-再生氣洗滌塔C2餾份餾份脫炔后脫炔后C2廢氣脫炔深冷分離流程生產乙烯的其它方法 1、乙醇催化脫水制乙烯：、乙醇催化脫水制乙烯： 2、以甲烷為原料制乙烯：、以甲烷為原料制乙烯： 3、由合成氣制乙烯：、由合成氣制乙烯： 4、甲醇法：、甲醇法：OHHCOHHC24252 242421HHCCHHClClCHClCH324HClHCClCH22423 OnHHCnHnCOnn222OHHCOHCH242322基本有機化工 基本有機化學工業主要產品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、苯乙烯、酮、醇、羧酸、環氧化合物、含氮化合物等。其用途主要在三個方面：生產合成

16、橡膠、合成纖維、塑料和其他高分子化工產品的原料。作為其他有機化工的原料。直接消費，如作溶劑、冷凍劑、防凍劑、麻醉劑、消毒劑等。環氧乙烷 環氧乙烷又稱氧化乙烯，在常溫下系無色有醚味的氣體(沸點0.5)，易液化，并能以任意比例與水及大多數有機溶劑互溶。氣態環氧乙烷易在空氣中爆炸，爆炸范圍為3100%(體積)，但液態環氧乙烷無爆炸性。環氧乙烷有易斷裂的三元環氧結構，可發生多種反應。 環氧乙烷的最大消費量是生產乙二醇，并廣泛用于生產非離子型表面活性劑、縮乙二醇類、藥物中間體、乙醇胺、合成洗滌劑、農藥等環氧乙烷系列精細化工產品。 環氧乙烷的產量在乙烯系產品中僅次于聚乙烯而居第二位。目前都用乙烯直接氧化法

17、生產，即乙烯與空氣或純氧在銀催化劑上進行直接氧化。方程式為： CH2=CH2 +0.5O2 CH2 CH2 O 副反應有乙烯深度氧化等反應： CH2=CH2 +3O2 2CO2+2H2O CH2CH2 異構 O CH3CHO 產物主要是環氧乙烷、二氧化碳和水。溫度過高，時環氧乙烷會發生深度氧化。1原料混合器；2反應器；3循環壓縮機；4環氧乙烷吸收塔；5一二氧化碳吸收塔；6碳酸鉀再生塔；7 環氧乙烷解吸塔；8環氧乙烷再吸收塔；9乙二醇原料解吸塔； 10環氧乙烷精制塔氧化法乙烯直接氧化生產環氧乙烷工藝流程氧化法乙烯直接氧化生產環氧乙烷工藝流程乙醛 乙醛是極寶貴的有機合成中間體，乙醛氧化可制醋酸、醋

18、酐和過醋酸；乙醛與氫氰酸反應可得氰醇，由它轉化得乳酸、丙烯腈、丙烯酸酯。傳統的工業生產乙醛的方法主要有以下4種： （1）乙炔水合法 （2）從乙醇制乙醛 （3）C3C4烷烴氧化制乙醛 （4）乙烯直接氧化法乙烯液相直接氧化法生產乙醛的原理 以乙烯、氧氣(空氣)為原料，在催化劑氯化鈀、氯化銅的鹽酸水溶液中進行氣液相反應生產乙醛。總化學反應式為： 實際過程分為如下三步：快速的乙烯氧化反應： (1) 控制總反應速度的再生反應： (2) (3)CHOCHO21CHCH3222 HCl2PdCHOCHOHPdClCHCH32222 CuCl2PdClCuCl2Pd22 OHCuCl2HCl2O21CuCl2

19、222 丙烯腈 丙烯腈的分子式為C3H3N，相對分子質量53.6。丙烯腈在室溫和常壓下，是具有刺激性臭味的無色 液 體 。 有 毒 ， 在 空 氣 中 的 爆 炸 極 限 為3.05%17.0%。能溶于許多有機溶劑。性質活潑、易聚合，是三大合成材料的重要單體。丙烯腈主要用于生產聚丙烯腈纖維、ABS樹酯等工程塑料和丁腈橡膠。 生產丙烯腈的方法主要有丙烯氨氧化法。該法以丙烯、氨和空氣在流化床反應器中反應生成丙烯腈，并副產乙腈和氫氰酸。生產原理丙烯氨氧化生產丙烯腈的主副反應 丙烯氨氧化生產丙烯腈的主副反應如下(反應溫度為460)。 主反應 副反應 mol/kJ8 .518H3CNCHCHO23NHC

20、HCHCH222332 mol/kJ3 .552OH3CNCH23O23NH23CHCHCH232332 mol/kJ4 .941OH6CHN3O3NH3CHCHCH22332 副反應的產物可分為三類：氰化物、有機含氧化合物、深度氧化產物一氧化碳和二氧化碳。由于丙烯完全氧化生成二氧化碳和水的反應熱是主反應的三倍多，所以在生產中必須注意控制反應溫度以避免這類副反應的發生。 催化劑 丙烯氨氧化生產丙烯腈所用催化劑主要有鉬系和銻系催化劑。 各類催化劑載體與反應器形式有關。 流化床一般用粗孔微球形硅膠載體。固定床一般采用低比表面積沒有微孔結構的惰性物質作載體，如剛玉、碳化硅等。工藝流程苯乙烯 苯乙烯系

21、無色至黃色的油狀液體，具有高折射性和特殊芳香氣味。難溶于水，溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。 苯乙烯最重要的用途是作為合成橡膠和塑料的單體，以生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯。 目前，工業生產苯乙烯的主要方法有： 乙苯催化脫氫法和乙苯和丙烯的共氧化法。對苯二甲酸 對苯二甲酸（TA）分子式C8H6O4，相對分子質量166.13。常溫常壓下不溶于水、氯仿等，但能溶于堿溶液、熱濃硫酸等。 對苯二甲酸最重要的用途是生產聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(簡稱聚酯樹脂)，進而制造聚酯纖維、聚酯薄膜及多種塑料制品等。 對二甲苯高溫氧化制對苯二甲酸的原理 該法以醋酸鈷和醋酸錳為催化劑，溴化物(如溴化銨、四溴乙烷)為助催化

22、劑，在224，2.25MPa反應條件下，用空氣作氧化劑，于醋酸溶劑中將對二甲苯液相連續一步氧化為對苯二甲酸。主反應為: CH3COOHCH3COOHCH3CH3CHOCH3COOHCH3COOHCHOCOOHCOOH工藝流程天然氣加工 天然氣的組成與加工利用 天然氣的分離與凈化 天然氣制炭黑 天然氣轉化合成甲醇 天然氣的氯化加工 天然氣的其它直接化學加工天然氣的組成與分類組成分類 原油伴生氣和非伴生氣：根據礦藏特點，是否含原油伴氣來劃分。 干氣和濕氣：按含C5以上重烴液體多少來劃分 貧氣和富氣：按含C3以上烴類液體多少來劃分 酸性氣和潔氣：按是否顯著含有H2S, CO2等酸性氣體來劃分天然氣加工利用天然氣的分離與凈化分離目的：分離采出氣中的液體、固體雜質。分離方法： 重力分離法 旋風分離法 其它分離法凈化 脫水 脫硫天然氣制炭黑炭黑的生產方法 主要有接觸法、爐法和熱裂法。主要有接觸法、爐法和熱裂法。 接觸法：天然氣燃燒時用金屬切斷火焰，使火焰接觸法：天然氣燃燒時用金屬切斷火焰，使火焰內部裂解的炭被冷卻附在金屬表面，然后收集。內部裂解的炭被冷卻附在金屬表面，然后收集。 爐法：烴類與一定比