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1、第二章 生产单体的原料路线,一、概论,二、从石油和天然气获得的石油化工原料路线,三、煤炭路线所获得的化工产品,四、从动、植物获得的原料路线,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。,一、概论,据统计，到1998年我国已建立了2
2、5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。,1998年我国原油加工和主要石化产品生产能力（万t/年）,二、从石油和天然气获得的石油化工原料路线,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。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
3、油品的沸点范围、大致组成及用途,液态油品和裂解副产物乙烷，C4馏分原料：含有乙烷、丙烷、丁烷等，可液化湿性天然气装置：多数为管式裂解炉。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。,2、石油裂解生产烯烃,轻柴油裂解产品,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
4、为“乙烯装置”，大型的乙烯装置每套的年产量在60万吨/年乙烯以上。,石油裂解装置：裂解炉、用于气体物料压缩和冷冻的压缩机、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、冷箱等。精制过程：用315NaOH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、烷烃外，还有H2。它们在常温下是气体，分离提纯困难，必须用深度冷冻分离法(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
5、分离。,轻柴油裂解生产烯烃方块流程图,3、石油裂解生产芳烃,原料：用全馏程石脑油于管式炉中，820oC 下裂解生产芳烃。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。,反应如下：,烯烃饱和脱氮脱硫脱氯,混合芳烃收率为石脑油总量30-3
6、3。,4、由C4馏分制取丁二烯,由C4馏分制取丁二烯的途径：由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯，萃取精馏方法（DMF）。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。,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,萃取精馏：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。,丁二烯,苯,丙烯,乙烯,甲苯,石油和天然气,二甲苯,橡胶,纤维,塑
7、料,涂料,粘合剂,离子交换树脂,5、以石油和天然气为基础合成单体、聚合物的路线,由乙烯获得的化工产品,由丙烯获得的化工产品,由丁二烯获得的化工产品,由甲苯、二甲苯烯获得的化工产品,多元醇,硝化,O,O,O,乙二醇,丁二醇,三、从煤炭路线所获得的化工产品,煤是自然界蕴藏量很丰富的资源。我国已探明煤炭储量为7650亿t，占世界第三位，煤矿伴生的矿并气储量也很丰富。煤炭在高温下干馏则产生煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离可以得到苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃和苯酚、甲苯酚等。焦炭与生石灰在2500-3000电炉中强热则生成碳化钙(电石)，碳化钙与水作用生成乙炔气体。目前我国大部分氯乙烯单体和部分醋酸乙
8、烯、氯丁二烯单体以乙炔为原料生产的。,将煤隔绝空气加热，随着温度升高，煤中有机物逐渐开始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥发产物就是焦炭。,按加热的温度不同可分为三种：,1.煤的干馏,900-1100高温干馏 700-900 中温干馏 500-600 低温干馏,由乙炔获得的化工产品,2.乙炔的生产,四、从动、植物获得的原料路线,来源于自然界的动、植物获得的原料，能起到石油、煤炭起不到或用极高代价才能起到的作用。例，天然橡胶，天然纤维。从天然产物得到的原料是可再生的，具有很多独特优点。仿生结构高分子材料,植物的主要化学成分是天然高分子化合物-纤维素。所有的植 物都含有纤维素如稻麦草、高梁
9、秆、玉米秆、棉子壳、花生 壳、稻壳、棉花秆。以棉花纤维的纤维素含量最高。(2)纤维素的化学结构式(C6Hl0O5)n，是葡萄糖苷经l,4葡萄 糖苷键连接起来的聚合物，聚合度在l000l0000。,纤维素的结构式,1.纤维素,纤维素的衍生物,由纤维素废料获得的化工产品,由淀粉生产乙醇,2.淀粉,来源植物主要有玉米、土豆、木薯、甘薯、小麦、大米等，其中产量最大的是玉米淀粉（80%）。由淀粉可生产乙醇、丙醇、丙酮、甘油、甲醇、甲烷、醋酸、柠檬酸、乳酸等一系列化工产品。淀粉衍生物工业生产的有磷酸淀粉、醋酸淀粉、醚化淀粉、氧化淀粉等。作为一种新型化工材料广泛应用于食品、造纸、纺织、医药、涂料、塑料、环保
10、和日用化妆品等。淀粉可以用来生产可降解塑料，薄膜制品等。,2C6H12O6,3.农副产品糠醛,加糠醛是一种重要的有机化工原料，原料资源主要有玉米芯、甘蔗渣、燕麦壳、棉籽壳、稻壳等。用量用植物纤维原料中的多缩戊糖生产。多缩戊糖在酸存在条件下经加热水解为戊糖，戊糖在酸性介质中加热脱水而转化为糠醛。,稀硫酸,糠醛,糠醛类树脂的特点是耐化学腐蚀性优良，用来制造耐酸涂层等。,糠醛获得的化工产品：,生物技术中的化学反应，酶反应大多条件温和，设备简单，选择性好，副反应少，产品性质优良而又不产生新的污染。,天然产物,煤炭,石油天然气,20世纪,21世纪,4.采用生物技术从可再生资源中合成化学品。,5.海洋也是我们的原料基地。,6.废旧高分子材料的回收利用。,第二章思考题,生产单体的原料路线有哪些？（教材P24-25）,2.石油化工路线可以得到哪些重要的单体和原料？简 述石油化工路线裂解生产乙烯单体的过程，并由乙 烯单体可以得到哪些聚合物产品？（教材P24-25、P26、P31）,
