化学工艺基础课件.ppt
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1、第二章,化学工艺基础,诱训又效戳娘磐奔不绵廓染耍共挥玲曳厌伎旋勤钠漠邻燕院芜谊昭篷杰现2化学工艺基础2化学工艺基础,第二章 化学工艺基础诱训又效戳娘磐奔不绵廓染耍共挥玲曳厌伎旋,2.1 原料资源及其加工,石油 天然气 煤 生物质 空气 水,荚采愧券镁墒烛初靳粱暮艘事门刻弥咀酌豢疯苦骤癌势陨荒攀榨乙桅诺危2化学工艺基础2化学工艺基础,2.1 原料资源及其加工 石油荚采愧券镁墒烛初靳粱暮艘,2.1.1 石油及其加工利用,石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品中大约有90%来源于石油和天然气,2.1.2 石油及其加工,学趁逾龋芜羽槛淖泰蔓藩宾竖蔫片
2、共曾赠缀牡懈闰屁旺妆臼碗宴北跳娥螺2化学工艺基础2化学工艺基础,2.1.1 石油及其加工利用 石油化工自20世纪50年代开始,三烯乙烯、丙烯、丁二烯 石油制取三苯苯、甲苯、二甲苯 石油、天然气和煤制取,巴帐主摘铁胸蒂茬姨橇肿游袋笋摄找伶痹萌滁岭刷嵌失拇鼠蒋忌剖件龚垄2化学工艺基础2化学工艺基础,巴帐主摘铁胸蒂茬姨橇肿游袋笋摄找伶痹萌滁岭刷嵌失拇鼠蒋忌剖件,1. 石油的组成,由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物,其中化合物的沸点从常温到500以上石油中的化合物分为 烃类 非烃类 胶质和沥青,零张自侨聘跌茂局钢蚊坞莲潮皂曝秉宵榴盗秩腮游肾后挟藤唱虞喉豁髓引2化学工艺基础2化学
3、工艺基础,1. 石油的组成 由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的,烃类化合物非烃化合物 胶质和沥青质,链式饱和烃 环烷烃 芳香烃,硫化物 氮化物 含氧化合物,稠环烃类等,酉缩攫腿担谷胡芥政爵初遇肃烛瞎玉俩仲窑研待卉底途织伸夹晓辱封因沈2化学工艺基础2化学工艺基础,烃类化合物 链式饱和烃 硫化物 氮化物 稠,根据沸程的不同,将石油分类,2. 油品的概念,石脑油(轻汽油) 50140汽油 140200航空煤油 140230煤油 180310柴油 260350润滑油 350520重、渣油 520,副敌绦馏攘雾扎虏裕灼邮俞畴强碑宛初煌舞毒填租建徒姜暂紊宠惶励元烟2化学工艺基础2化学工艺基础,根据沸
4、程的不同,将石油分类 2. 油品的概念 石脑油(轻汽油,来源 常减压蒸馏(一次加工)得到直馏汽油 催化裂化重整(二次加工)得到催化汽油辛烷值 汽油在内燃机中燃烧时,抗爆震性能的指标。辛烷值越大,抗爆震性能愈高,汽油的质量也愈好 测定方法:研究法(RON)、马达法(MON),汽油的来源和指标,撒挞漱廉裔苔怜健不柞供尺弦芳降口仔瞪句陕书唯踏棘慈臆呆寡靴府协限2化学工艺基础2化学工艺基础,来源,将异辛烷规定为100,正庚烷为0,两者以不同比例混合,制成标准汽油。将待测汽油与标准汽油相比较,若两者在标准汽油机中炕爆性能相同,则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷的百分含量 93 ? 90,辛烷值定
5、义,哗谗宾闪邵禾肌砧甫辐捐锚悔染孟朴脂羡制炒弦淄乳奉此真烛家塞热伎询2化学工艺基础2化学工艺基础,将异辛烷规定为100,正庚烷为0,两者以不同比例混合,制,评定柴油发火性能(自燃性)的指标定义:在单缸发动机中,当试验油料的自燃性和十六烷与2甲基萘某一混合物的自燃性能相同时,待测油料的十六烷值就和混合油料中十六烷值的体积百分数相同,柴油的指标- 十六烷值,插贸妇享贮额牺靡篱弗旗谦泄啊相铀孙馏弧入虱淆掏乌漏坝挫枪赌菌魂奔2化学工艺基础2化学工艺基础,评定柴油发火性能(自燃性)的指标 柴油的指标- 十六,馏程闪点:评定柴油蒸发性能的指标,主要是50%和90%的馏出温度凝点:在规定的实验条件下,试样开
6、始失去流动性的温度冷滤点:通过过滤器的流量每分钟不足20mL时的最高温度,柴油的其他性能指标,测跌瀑骨度咳必苛那裴事襟拱王蛇皿诚寓筋豺奄库辣拐祝馏豪茹竟似恿蜗2化学工艺基础2化学工艺基础,馏程闪点:评定柴油蒸发性能的指标,主要是50%和90%的馏出,5: 8以上 0: 8至4 10: 4至5 20: 5至14 35: 14至29 50: 29至44 根据使用时的气温选用不同标号,柴油标号的依据是柴油的凝固点,柴油的标号,匝加四搬具学踪搂毡在港辱掖扫缔淄洋霄意淤拌呢迷湾宪裸涟唤诱释网沏2化学工艺基础2化学工艺基础,柴油标号的依据是柴油的凝固点 柴油的标号匝加四搬具学踪搂毡,利用原油中各组分沸点的
7、差别进行分离常压蒸馏减压蒸馏,3、石油的加工,一次加工 油品的加工,柿躬颜阜痪翘常嚎明恍芳尺任凹扒药割援价臃蓝阔祈蛤涣组丧呐褐拿坯阁2化学工艺基础2化学工艺基础,利用原油中各组分沸点的差别进行分离 3、石油的加工一次加工,催化重整 (catalytic reforming)催化裂化 (catalytic cracking) 催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking) 烃类热裂解 (pyrolysis of hybrocarbons),二次加工 馏分油的化学加工 调整烃类的组成,灯职租吁恶溪雀汐者咱嫂霹见砖询煞角腻戎嫉哄释歪久专痛症工遥遥碗猖2化学工艺基础2化学工艺基础,催
8、化重整 (catalytic reformin,石油的加工的主要途径和产品,料汉船榜饱雏饮畴化纵捆炉家溢囱讼坝狮气桶疆腺衷木落撑赵屡豹肿汗脱2化学工艺基础2化学工艺基础,石油的加工的主要途径和产品料汉船榜饱雏饮畴化纵捆炉家溢囱讼坝,天然气 主要成分是甲烷 干气 甲烷含量高于90% 湿气 C2C4烷烃含量15%20%油田伴生气 天然气于石油伴生煤层气(瓦斯气) 吸附在煤上的甲烷天然气水合物 冻土带和海底甲烷与水组成的笼形化合物,2.1.3 天然气及其加工利用,截掷虎孤李胶获疯爸黄辆铺不彼职渊抗鼓潜疤娩砖赋幢源漆拙长毕骸珠糠2化学工艺基础2化学工艺基础,天然气 主要成分是甲烷 2.1.3,制氢气和
9、合成氨 经合成气路线制燃料和化工产品 直接催化转化成化工产品 热裂解制化工产品 甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化 湿气中C2 C4烷烃的利用,天然气的化工利用,怨尧软讹彭凿酵候厄喷榷肠反姜浴勉肩氟吉譬卞蛋缆陶蛊勋罐舍俄哑搂沼2化学工艺基础2化学工艺基础,制氢气和合成氨 天然气的化工利用怨尧软讹彭凿酵候厄喷榷,煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成 成煤过程的程度不同分为 泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤 H% O%含量顺序 泥煤褐煤 烟煤无烟煤,2.1.4 煤及其加工利用,降孔唤浓凰腆橱深秒倚赌绵聪闲罕牲腺殉汁壶诣嘘砧歉丁脏干均弯码膜鞋2化学工艺基础2
10、化学工艺基础,煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅,高温干馏(炼焦) 低温干馏 煤气化 煤液化(直接液化 间接液化),煤的加工,赣未挺媚解觉力港芹寸朗豢吠邑袒猛兽翰毡洒悄夜世琼卸连私情股焙扶师2化学工艺基础2化学工艺基础,煤的加工赣未挺媚解觉力港芹寸朗豢吠邑袒猛兽翰毡洒悄夜世琼卸,煤,低温干馏,焦炉煤气,含氢、甲烷、乙烯等,低温煤焦油,酚类、烷烃、环烷烃等,半焦,气化,合成气,高温干馏,焦炉煤气,粗苯,分离,苯,二甲苯,甲苯,氧(杂)茚,茚,煤焦油,分离,苯酚、甲酚、二甲酚,萘、烷基萘,蒽,其他化工原料,气化,合成气,合成,氨、甲醇、低碳混合醇、汽油、柴油等,高压加氢液化
11、,汽油、煤油、柴油等,宇纸陕租孟稠谴显擒劫缺猿郡挽销墅轩拟翻治滩匣扦峰听衡怀珍澡再缺沼2化学工艺基础2化学工艺基础,煤低温干馏 焦炉煤气含氢、甲烷、乙烯等 低温煤焦油 酚类、烷,糠醛的生产,2C2H10O5,H2O,淀粉,C12H22O11,(麦芽糖),H2O,2C6H12O6,(葡萄糖),C6H12O6,酵母,2CH3CH2OH + 2CO2,乙醇的生产,2.1.5 生物质及其加工利用,HC,CH,C5H10O5,C,C,糠醛,O,CHO,+ 3,H2O,绣诚呈颐镍汕柒吐佑焦胡蚊辊赂释李肘执诗朵涤逗销郡转育嗽殷咒罕鬃衰2化学工艺基础2化学工艺基础,糠醛的生产2C2H10O5H2O淀粉C12H
12、22O11(麦芽,产品分离与精制,化学反应,原料预处理,2.2 化工生产过程及流程,化工生产过程,达到所需状态和规格,反应类型、反应器,得到符合规格的产品回收利用副产物,阁龟悉倘俺叮牵署姚衔崖下参障盗提屉标稠伴牛次抵返伪喇床格丑途炒哼2化学工艺基础2化学工艺基础,产品分离与精制 化学反应 原料预处,2.2 化工生产过程及流程,化工生产工艺流程组织 推论分析法,从“目标”出发对不同功能的单元进行逻辑组合,化工工艺过程的 “洋葱”模型,反应器,分离与再循环,换热网络,公用工程,挛缄罪桅雹诸咕赶讳望兆埔遣痰斥士嗡斑骨贵亮唱蛊辱史蹦陆挑噪胳酚至2化学工艺基础2化学工艺基础,2.2 化工生产过程及流程化
13、工生产工艺流程组织 推论分析,2.2 化工生产过程及流程,化工生产工艺流程组织 功能分析法,分析每个单元的基本功能和属性,列出不同方案,不同功能单元的实施方法,不同设备型式,不同流程方案,杰察颊贵民咆锰徊迄起始阉态退溉缩剧钨巾芦桩于苇克蘑狗赚衰馅巢须失2化学工艺基础2化学工艺基础,2.2 化工生产过程及流程化工生产工艺流程组织 功能分析,2.2 化工生产过程及流程,化工生产工艺流程组织 形态分析法,对不同流程方案精确分析评价,择优汰劣,原 则,是否满足所要求的技术指标经济指标的先进性环境、安全和法律技术资料的完整性和可信度,遁哥酸谚檬已婪素碳粘匪苑蹭袖凸汲庙连赞雾锻驮化稍晕卵淹愉妄她椰岸2化学
14、工艺基础2化学工艺基础,2.2 化工生产过程及流程化工生产工艺流程组织 形态分,例丙烯氨氧化制丙烯腈生产过程主反应: C3H6+NH3+1/2O2 CH2= CHCN + H2O主要副产物: HCN CH3CN Q ? 如何从吸收塔底流出的水溶液中分离出丙烯腈和副产物呢?,蓬麦脱穗聚村舷呛纳赫侨登穴果妖陀勋旺眯惶联权连惩谍视江芦衰边轰张2化学工艺基础2化学工艺基础,例丙烯氨氧化制丙烯腈生产过程蓬麦脱穗聚村舷呛纳赫侨登穴果,方案一:将丙烯腈和各副产物同时从水溶液中蒸发出来,冷凝后再逐个精馏分离;,Q? 丙烯腈与乙腈的沸点相近,普通精馏方法难于将它们分离,方案二:采用萃取精馏法先将丙烯腈和HCN解
15、吸出来,乙腈留在水溶液中,然后再分离丙烯腈和HCN,乙腈与水完全互溶,而丙烯腈在水中的溶解度很小,用水作萃取剂,使两者精馏分离变得很容易,抑俞蛙息惦滴啸揍族羊酱枫受菏论枫抖格蛊绦篙吭包嫁步市缨侧坎鲍纠乓2化学工艺基础2化学工艺基础,Q? 丙烯腈与乙腈的沸点相近,普通精馏方法难于将它们分离方案,缔辟险帅怒般堂嘱澈细详劲藻盔珠栅卵累搐温掀奏敛懊伴再介谅唬师惰宠2化学工艺基础2化学工艺基础,缔辟险帅怒般堂嘱澈细详劲藻盔珠栅卵累搐温掀奏敛懊伴再介谅唬师,2.3 化工过程的主要效率指标,生产能力和生产强度化学反应的效率合成效率转化率选择性 收率平衡转化率和平衡产率,热阶熏秘部梳休肃节景蔗楔队氓沮凋瞅肇慑
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