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聚合物合成工艺学课件.pptx
原料:主要是液态油品和裂解副产物乙烷,C4馏分等。含有 乙烷、丙烷、丁烷等,可液化湿性天然气,也可作裂解原料。
装置:大规模装置多数是管式裂解炉。为了避免裂解管内结 焦,必须采用沸点较低的油品,例如轻柴油、石脑油以及石 油炼制过程中产生的副产品炼厂气。
过程:轻油在水蒸汽存在下,于750-820℃高温热裂解为低级 烯烃、二烯烃。为减少副反应,提高烯烃收率,液态烃在高 温裂解区的停留时间仅0.2-0.5秒。水蒸汽稀释目的在于减少 烃类分压,抑制副反应并减轻结焦速度。
石脑油裂解生产芳烃方块流程图
混合芳烃收率为石脑油总量30-33%。
4. 由C4馏分制取丁二烯
在石油炼制高温裂解过程中都会产生易液化的C4馏分(丁烷、丁 烯和丁二烯等组成的混合物)。其中1,3-丁二烯是最重要合成橡 胶原料; 1-丁烯是合成塑料原料;异丁烯是丁基橡胶原料。 石油炼制得到的炼厂气C4馏分中各种丁烯的含量超过50%,丁 烷40%,不含有丁二烯。而轻柴油裂解得到的C4馏分丁烷很少, 主要是丁烯和丁二烯。
柴油 重油 减压蒸馏
沥青 柴油 燃料油 石蜡
润滑油
第二章 生产单体的原料路线
第二章 生产单体的原料路线
石油裂解:
在一定条件下,把分子量大, 沸点高的烃断裂为分 子量小、沸点低的烃的过程。
如:C16H34
C8H18+C8H16
C8H18
C4H10 + C4H8
C4H10
CH4+C3H6
C4H10
C2H4+C2H6
用二甲基甲酰胺DMF萃取精馏丁二烯流程 1-第一萃取蒸馏塔,2-第一汽提塔,3-第二萃取蒸馏塔 4-丁二烯回收塔,5-第一精馏塔,6-第二精馏塔
轻柴油裂解生产烯烃方块流程图
25-26% 16-18%
11-12%
3. 石油裂解生产芳烃
苯、甲苯、二甲苯等芳烃是重要的化工原料,过去主要来自煤焦 油,现在则开发了由石油烃催化重整制取芳烃的路线。
原料:用全馏程石脑油(由原油经常压法直接蒸馏得到的沸点< 220oC的直馏汽油)于管式炉中,820oC下裂解生产芳烃。
原油经石油炼制工业的加工,主要是常压蒸馏(300-400oC以下) 分出石油气、石油醚、汽油、煤油、轻柴油等馏分。高沸点部 分再经减压蒸馏得到柴油、含蜡油等馏分。不能蒸出的部分称 做渣油。
各类油品的沸点范围、大致组成及用途
第二章 生产单体的原料路线
石油分馏产品: 石油气
原油 常压蒸馏
汽油 轻质油 煤油
1998年我国原油加工和主要石化产品生产能力(万t/年)
1. 石油的组成
石油主要存在于地球表面以下的一种有气味的从黄色到黑色的 粘稠液体。主要为碳、氢两种元素所组成的各种烃类混合物, 并含有少量的含氮、含硫、含氧化合物。
根据所含主要碳氢化合物类别,原油可分为石蜡基石油、环烷 基石油、芳香基石油以及混合基石油。我国所产石油大多数属 于石蜡基石油。
生产过程的裂解、分离与轻柴油裂解分离相似,同样得到聚合级 乙烯和丙烯,不同的是裂解原料组成不同。
主要特点:截取石脑油中C6-C9烃类(65-145oC馏分)进行加氢, 使其中烯烃被氢所饱和,含S、N、Cl的化合物被加氢而脱除。
在含铂催化剂作用,在重整反应器中于1. 4-1.7 MPa和520 ℃下反 应。烃类发生脱氢、环化、异构化、裂解,生成芳烃、氢气、液 化石油气和C5馏分,经分离后得芳烃浓度近50%的重整生成油。
石油有热裂化和催化裂化两种
第二章 生产单体的原料路线
热裂解
目的:提高汽油的产量
缺点:温度过高,发生结焦现象
催化裂解
目的:提高汽油的质量和产量
催化剂:硅酸铝,分子筛 (铝硅酸盐)
第二章 生产单体的原料路线
石油的催化重整
支链化:提高汽油质量 环化:生产芳烃 催化剂:Pt Re
2. 石油裂解生产烯烃
液态烃经高温裂解生成的产品成分复杂,包括氢、甲烷、乙炔、 乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
裂解装置可以分为以生产乙烯、丙烯、芳烃为主要产品的装置。 其生产规模通常以年产的乙烯量为标准,因此石油裂解装置工 业上称为“乙烯装置”,大型乙烯装置60万吨/年乙烯以上。
轻柴油裂解产品
石油裂解装置:裂解炉及一系列用于气体物料压缩和冷冻的压 缩机,一系列用来分离各种产品和副产品的蒸馏塔,许多热交 换器,分离油和水的装置,气体干燥,脱酸性气体等装置。还 有为利用回收能量的急冷锅炉和制冷装置冷箱。
第二章 生产单体的原料路线
第一节 国土资源与聚合物生产的原料
➢聚合物生产的主要原料为有机化合物,它主要来源于各种 资源,如石油、天然气、煤炭和各种动植物。单体原料来源 路线为:石油化工路线、煤炭路线和其它原料路线,
➢我国石油探明储量约940亿t,占世界第8位。天然气储量38 万亿m3居世界第16位。煤炭储量为7650亿t,占世界第3位。
➢对中国“地大物博”的概念重新加以认识,随着矿产开发 年代推移、深度的增加、品位下降,2000年以后我国部分矿 产将呈现下降趋势。
➢矿产资源是不可再生的。
第二节 从石油和天然气获得的石油化工原料路线
据统计,到1998年我国已建立了25个油气生产基地(其中海洋4个)。 全国年产原油1.6亿t,天然气223亿m3,分别居世界第5和第18位。 从1993年起,我国已成为石油净进口国。
由C4馏分制取丁二烯的途径: (1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯,萃取精馏方法。 (2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进 行氧化脱氢制取丁二烯。
萃取精馏是液体的混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂,以增 大液体混合物中各组分的挥发度的差异,使挥发度相对地变大的 组分可由精馏塔顶馏出,挥发度相对地变小的组分则与加入的溶 剂在塔底流出分离。溶剂有:二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜等。
精制过程:用3-15%NaOH溶液洗涤裂解气脱除酸性气体(CO2、 H2S等)。炔烃(乙炔和甲基乙炔)一般用钯催化剂进行选择 性加氢转化为烯烃。大部分水蒸汽在气体压缩过程中已除去, 少量的水则用分子筛进行干燥。
分离过程:裂解气除含低级烯烃深冷分离 法)处理,将裂解气冷冻到-100℃左右,使除H2和CH4以外的低 级烃全部冷凝液化,再用精馏方法分离。