石油炼制与石油化工.docx

化学工程导论 第三章 石油炼制与石油化工 1 第三章 石油炼制与石油化工 o 石油炼制是指将原油经过分离和反应，生 产燃料油、润滑油、化工原料及其它石油 产品的过程。 o 以石油和天然气为原料进行化学品的生产 通常称作石油化工。 2 3.1 石油与石油炼制 o 石油被称作“工业的血液”，可生产燃料 （汽油、航空煤油、柴油、燃料油等）、 化工原料（三苯苯、甲苯、二甲苯；三 烯乙烯、丙烯、丁二烯；等等），进而 生产合成树脂、合成橡胶和合成纤维等。 3 3.1.1 石油 o 石油又称原油，即未加工处理的石油，是一种 黄褐色至黑褐色粘稠液体，相对密度在0.751.0 之间。其组成十分复杂，是由不同碳原子数、 不同分子量和不同分子结构的烃类组成的混合 物，包括烷烃、环烷烃和芳烃，还有少量硫、 氮、氧的化合物和胶质。 o 原油的沸点范围很宽，从常温到500℃以上，相 对分子质量范围从数十到数千。 4 3.1.1 石油 原油的主要成分包括烷烃、环烷烃和芳烃。 o 烷烃随着分子量的变化，烷烃分为气、液、固三态 存在于石油中。常温下，从甲烷到丁烷是气态，它是 天然气和炼厂气的主要成分。C5C15的烷烃为液态，主 要存在于汽油和煤油中。在蒸馏原油时，C5C10的烷烃 多进入汽油馏分的组分中，而C11C15的烷烃则进入煤 油馏分的组成中。C16以上的烷烃为固态，一般多以溶 解状态存在于石油中，当温度降低时有结晶析出，称 为蜡。我国所产石油大多属于烷烃石油，如大庆原油 即属于低硫、低胶质、高烷烃类石油。 5 3.1.1 石油 o 环烷烃是原油中的第二大成分，它是润滑油的主要 成分。原油中的环烷烃以环戊烷和环己烷及其衍生物 为主。汽油馏分中环烷烃主要是单环环烷烃，在煤油 和柴油馏分中除含有单环环烷烃外，还有双环和三环 环烷烃。 o 芳香烃轻汽油中含量较少，较高沸点的馏分中含量 较高。 o 以烯烃及其衍生物为主要产品的生产，应尽量选用富 含支链烷烃的原油，不宜用环烷基原油。 6 你见过石油及其馏分油吗 7 图中从175℃到352℃，每25℃切割一个窄馏分 8 图中从350℃到500℃，每25℃切割一个窄馏分， 以及＞500℃馏分 9 3.1.2 油品的分类与利用 1 石油燃料 o 点燃式发动机燃料，如航空汽油、车用汽油等。 o 喷气式发动机燃料，如航空煤油。 o 压燃式发动机燃料，如高速、中速、低速柴油。 o 液化石油气燃料，即液态烃，作为工业或家庭用燃 料。 o 锅炉燃料，如炉用燃料油、船舶用燃料油等。 10 3.1.2 油品的分类与利用 2 润滑油和润滑脂 o 是一类重要的石油产品，所有运动的机械 几乎 都需要润滑，它起到减少机件之间的摩擦，延 长使用寿命，节省动力的作用。根据使用目的 不同分为内燃机润滑油、齿轮油、电器用油、 液压油、机械油、冷冻机油、汽缸油、仪表油、 真空泵油等。 11 3.1.2 油品的分类与利用 3 蜡、沥青和石油焦 o 这类油类是在加工生产燃料和润滑油时得到， 其产量约占所加工原油的百分之几。应用于建 筑和精细化工等生产过程中。石蜡采用溶剂萃 取法生产；石油焦采用延迟焦化方法生产；道 路沥青和建筑沥青采用氧化法生产。 12 3.1.2 油品的分类与利用 4 石油化工品 ① 基本有机化工产品由石油、天然气加工制得乙烯、 丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯等基本有机原料； ② 有机化工产品通过合成方法制得醇、醛、酮、酸、 酯、醚、腈等有机原料； ③ 高分子化工产品有机原料经过聚合、缩合步骤， 制成合成纤维、合成树脂、合成橡胶等。 o 原油为石油化工提供了重要的原料和中间体。 13 3.1.3 石油炼制 o 石油炼制从原油制取汽油、煤油、柴油、润 滑油等油品和化工原料的加工过程。 o 石油炼制包括石油一次加工、石油二次加工 （深度加工）和石油产品精制（三次加工）等 三个基本过程。 14 石 油 炼 制 过 程 基 本 流 程 15 16 一、原油的一次加工 o 一次加工包括常压蒸馏或常减压蒸馏。常减压 蒸馏是石油炼制的最基本过程，也是一个重要 的单元操作。一般在石油炼制中得不到组成单 一的化合物，而只是通过蒸馏将原油切割成不 同沸点范围的烃类混合物（也成馏分油）。 o 包括三个工序预处理、常压蒸馏、减压蒸馏。 17 一、原油的一次加工 1. 原油预处理 o 脱去原油中的水和盐及其他杂质。 18 一、原油的一次加工 2. 原油的常压蒸馏 o 在接近常压下，将原油在蒸馏塔内分离出汽油 馏分（沸点（130 ℃ ）、航空煤油馏分（ 130240 ℃）、轻柴油馏分（240350 ℃）、重 柴油馏分（350550 ℃）和催化裂化原料。 19 一、原油的一次加工 3. 原油的减压蒸馏 o 减压操作的目的是降低物料的沸点，避免在高 温下蒸馏发生分解。减压塔分离出催化裂化原 料或润滑油原料，减压塔底渣油可作为燃料油， 或作为石油沥青和石油焦的原料。 20 ＞350℃的馏分 常压重油 ＞500℃的减 压渣油 21 o 炼油产品需求量较大的是轻质油（如汽油），但直接 蒸馏得到的汽油等轻质油含量很少。另外，直馏汽油 主要含直链烷烃，辛烷值（衡量汽油在汽缸内抗爆性 的数字指标）较低。因此要进行二次加工，包括催化 裂化、热裂化、催化重整等。 o 无铅汽油----不含四乙基铅抗爆剂 。 o 辛烷值（抗爆性指标） 用辛烷值评定车用汽油在发动机气缸中燃烧时抵抗 爆炸燃烧的能力。将异辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）辛烷 值定为100；正庚烷的辛烷值定为0。辛烷值越高，表 示抗爆性能越好。 22 二、原油的二次加工 o 原油的二次加工有催化裂化、加氢裂化、延迟 焦化、催化重整、烷基化、油品加氢精制、电 化学精制以及润滑油加工装置等。 o 加工的目的在于提高轻质油收率，提高油品质 量，增加油品品种，提高炼油厂经济效益。 23 催化裂化Catalytic Cracking o 燃料生产中一个重要的问题如何将原油中的 重质馏分油甚至渣油转化成轻质燃料产品 o 从大分子分解为较小的分子，主要依靠分解反 应（热反应和催化反应）。 o 从低H/C的组成转化成较高H/C的组成，脱碳（ 溶剂脱沥青、催化裂化、焦炭化等）、加氢（ 加氢裂化）。 24 催化裂化Catalytic Cracking o 催化裂化是目前我国最重要的二次加工工艺，今后 炼油工艺核心将由催化裂化向催化加氢转移。 n FCC（流化催化裂化）的技术优势给炼油企业带来 巨大经济效益，我国成品汽油中，FCC汽油占很大 比例（80）， 成品柴油中，FCC柴油占1/3以上 。 n 由此说明，FCC是我国生产发动机燃料的主要装置 ，对炼油企业的生存起着举足轻重的作用。 25 催化裂化工艺流程与设备 催化裂化装置一般由以下四部分组成 n 反应-再生系统 n 分馏系统 n 吸收稳定系统 n 烟气能量回收系统 26 27 去分馏系统 去能量回收系统 催化剂在 两器中循 环，用斜 管输送， 并由滑阀 调节。 反 应 再 生 系 统 高 低 并 列 式 28 沉降器 再生器 沉降器 和再生 器同轴 叠置， 采用塞 阀plug valve 调节催 化剂循 环量。 沉降器 反 应 再 生 系 统 再生器 - 同 轴 式 29 分 馏 系 统 人字型塔板 460480℃含cat.粉尘 去吸收-稳定 系统 作辅助调节手段 30 吸收剂 吸收-稳定系统 含有汽油组分 回 收 补充吸收剂 汽 油 解 组 吸 分 C1 C2 吸 收 C3 C4 使汽油蒸汽压合格 31 催化重整 Catalytic Reing Feedstock products 高辛烷值汽油 汽油 轻芳烃 苯、甲苯、二甲苯 主要是直馏 氢气副产 汽油馏分 C6～C11石 脑油馏分 32 催化加氢 o 催化加氢是指石油馏分在氢气存在下催化加 工过程的统称。 o 加氢过程主要有两大类 n 加氢精制 n 加氢裂化 33 三、原油的三次加工 o 主要目的是将炼厂气进一步加工生产高辛烷值汽油 和各种化学品的过程，包括石油烃烷基化、异构化、 烯烃叠合等。 o 这些装置的具体配置和组合主要由炼油厂的类型是 燃料型、燃料-润滑油型、还是燃料-化工 型来决定。 o 目前的趋势是将炼油厂和石油化工厂联合，组成石 油化工联合企业，利用炼油厂提供的馏分油和炼厂 气为原料，生产各种有机原料和高分子材料。 34 3.2 石油烃类裂解制烯烃 p 烃类热裂解反应 n 烃类热裂解是石油系原料中的较大分子的烃类 在高温下发生断链反应和脱氢反应生成较小分 子的乙烯和丙烯的过程。 n 它是吸热反应，包括脱氢、断链、异构化、脱 氢环化、芳构化、脱烷基化、聚合、缩合和焦 化等诸多反应，反应途径十分复杂，目前认为 是自由基连锁反应。 35 3.2.1 烃类裂解过程的一次反应 一次反应指原料烃经过高温裂解生成乙烯、丙烯的反应。 1 烷烃裂解的一次反应 o 断链反应C-C键断裂，反应后生成碳原子数减少、相 对分子质量较小的烷烃和烯。 CnmH2（nm）2→CnH2nCmH2m 2 o 脱氢反应C-H键断裂，生成的产物是碳原子数和原料 烷烃相同的烯烃和氢气。（需要更多热量） CnH2n2→CnH2nH2 36 3.2.1 烃类裂解过程的一次反应 2 烯烃裂解的一次反应 o 由烷烃断链可得到烯烃，烯烃可进一步断链成 为较小分子的烯烃。 CnmH2（nm）→CnH2nCmH2m 37 3.2.1 烃类裂解过程的一次反应 3 环烷烃裂解的一次反应 o 原料中的环烷烃开环裂解，生成乙烯、丁烯、 丁二烯和芳烃等。 C2H4C4H8 开环分解 环己烷 逐次脱氢 苯 C2H4C4H6H2 2C3H6 C4H6C2H6 3 3 2 C4H6 2 H2 38 3.2.1 烃类裂解过程的一次反应 4 芳烃裂解的一次反应 o 芳烃的热稳定性很高，在一般的裂解过程中， 芳香环不易发生断裂。 Ar-CnH2n1 ArHCnH2n Ar-CmH2m-1Cn-mH2（n-m） Ar-CnH2n1 Ar-CnH2n-1H2 39 3.2.2 烃类裂解过程的二次反应 o 二次反应指乙烯、丙烯继续反应生成炔烃、二烯烃 、芳烃和焦炭反应。 1 一次反应生成的烯烃继续裂解 2 烯烃的加氢和脱氢反应 o 如烯烃加氢生成烷烃和脱氢反应生成二烯烃和炔 烃。 3 烯烃的聚合、环化、缩合等反应 o 这类反应主要生成二烯烃和芳香烃等。 40 3.2.2 烃类裂解过程的二次反应 4 烃的生碳和生焦反应（连串反应） o 较高温度下，低分子烷烃和烯烃可能分解为碳 和氢，这一过程是随着温度升高分步进行的（ 1000℃以上） 。 o 另一方面，由于缩合反应生成分子越来越大的 稠环芳香烃。高度缩合的结果就产生胶质、沥 青质，最后生成碳氢比很高的焦炭（600℃以 上）。 41 3.2.2 烃类裂解过程的二次反应 4 烃的生碳和生焦反应（连串反应） o 工业上烃类裂解都是在高温下进行的。高温下 烃类裂解伴生的副反应使乙烯、丙烯的产量下 降，增加原料的消耗，而且焦炭的生成也会造 成反应器和锅炉等设备内的管路 阻力增大、传 热效果下降甚至堵塞等。 42 3.2.3 裂解方法和裂解炉 o 烃类裂解方法分类 间接加热、直接加热、自供热。 o 裂解炉是裂解系统的核心。依据供热方式不同 ，可分为管式炉、蓄热炉、砂子炉、原油高温 水蒸气裂解炉、原油部分燃烧裂解炉。 o 管式炉技术最为成熟，近年来我国新建乙烯装 置均采用管式炉裂解技术。 43 15万吨乙烯裂解炉 44 3.2.3 裂解方法和裂解炉 o 裂解炉主要设备工艺要求 1 管材有较高耐温性； 2 裂解炉能在短时间内给烃类物流提供大量的热 ； 3 降温快，使高温反应物离开反应区后能迅速冷 却下来。 45 3.2.3 裂解方法和裂解炉 轻烃裂解装置 进料 裂解炉 废热锅炉 急冷水 水洗塔 裂解气 冷 却 稀释蒸汽发生器 油水分离器 裂解汽油 46 3.2.3 裂解方法和裂解炉 馏分油裂解装置 进料 裂解炉 废热锅炉 急冷器 油洗塔 裂解气 水洗塔 冷 却 器 稀释蒸汽 发生器 冷 却 油水 器 分离器 裂解汽油 汽提、冷却 燃料油 47 3.2.4 裂解产物的急冷操作 o 自裂解炉出来的高温裂解气进入急冷分馏系统 ，简称急冷系统。 o 急冷操作目标 ① 高温裂解气得以迅速降温，由750900 ℃降至 350600 ℃，避免反应时间过长损失烯烃； ② 裂解产物得以逐步分离； ③ 回收废热，降低能耗和成本，提高经济效益。 48 3.2.4 裂解产物的急冷操作 o 急冷方式 a. 间接急冷热交换器中以高压水间接与裂解气 接触；急冷速度达百万分之一秒下降1℃； b. 直接急冷冷却介质直接与高温裂解气接触， 急冷速度达百万分之一秒温度下降100℃。 49 3.2.5 裂解气的净化与分离 p 需脱除的杂质 n 酸性气体H2S、CO2（碱洗法、乙醇胺法脱硫） n CO（用镍催化剂，催化加氢） n 炔烃（催化加氢法） n 水（采用分子筛、氧化铝、硅胶等，物理吸附） p 杂质来源 n 原料中带来 n 裂解反应过程生成 n 裂解气处理过程引入 50 3.2.5 裂解气的净化与分离 1 裂解气的压缩 ---裂解气中的低级烃为低沸点气体，为了使其在不 很低的温度下部分液化，需要对气体进行加压； 51 3.2.5 裂解气的净化与分离 2 酸性气体的脱除 ---用氢氧化钠溶液对裂解气进行洗涤，脱除裂解气中 的硫化物、二氧化碳、一氧化碳等杂质； n 来源 v 气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2 v 液体裂解原料中所含的硫化物在高温下与氢和水蒸 气反应生成的CO2和H2S v 裂解原料烃和炉管中的积碳与水蒸气反应生成CO 和CO2 v 当裂解炉中有氧进入时,氧与烃类反应生成CO2 52 碱洗法 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O H2S2NaOH Na2S2H2O 53 乙醇胺法（吸收剂一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA ） H2S H2S 2HOC2H4 -NH2 HOC2H4 -NH3 2S 2HOC2H4NH3HS -H2S -H2S CO2 H2O 2HOC2H4 -NH2 HOC2H4NH3 2CO3 -CO2 H2O CO2 H2O HOC2H4NH3 2CO3 2HOC 2 H 4 NH 3HCO3 -CO2 H2O 2HOC2H4 -NH2 CO2 HOC2H4 -NHCOONH3-C2H4OH 54 1-加热器; 2-吸收塔; 3汽油-胺分离器;4-汽提塔;5冷却器; 6,7-分离罐 8-回流泵;9,10-再沸器;11-胺液泵;12,13-换热器;14-冷却器 55 碱洗法与醇胺洗法的比较 n 醇胺洗法为可逆过程，可循环使用，但脱酸不彻底 （3050）10-6 n 碱洗彻底（1 10-6），但废碱量大 n 醇胺可吸收丁二烯烃和其他双烯烃，吸收的双烯烃 的吸收剂在高温下再生时易聚合，造成系统结垢， 又损失了丁二烯烃 n 醇胺虽为碱性，但当有酸性气体存在时，pH急剧下 降，从而对设备产生腐蚀 56 3.2.5 裂解气的净化与分离 3 水分的脱除 ---裂解气分离在-100℃以下进行，水会结冰，堵塞 阀门和管路，需采用分子筛等干燥剂进行吸附 干燥； 57 3.2.5 裂解气的净化与分离 原理物理吸附 设备干燥塔 吸附剂应具备的条件 o 具有极大的内表面积 o 对不同的气体具有吸附选择性 o 具有一定的机械强度（操作压力3647KPa） 常用吸附剂分子筛、氧化铝、硅胶、铁矾土等 3A分子筛的优点 极性吸附剂，对水有较大的吸附能力，而对其他气体没有吸附 干燥塔的再生 58 高温通惰性气体（CH4） 3.2.5 裂解气的净化与分离 4 炔烃的脱除 ---为延长聚合催化剂寿命，采用催化加氢方法脱除乙 炔，使其转化为同碳数的烯烃或烷烃； n 炔烃的含量要求 乙烯产品中乙炔含量标准 5 10-6 摩尔分数 丙烯产品种甲基乙炔含量低于 5 10-6 摩尔分数, 丙二烯低于10 10-6 摩尔分数 n 脱除炔烃方法 溶剂吸收法 催化加氢脱炔 59 催化加氢反应机理 脱乙炔 主反应 副反应 CH H CH 22 2 24 C H 2H C H 22 2 26 CH H CH 24 2 26 mC H nC H 低聚物（绿油） 22 24 脱甲基乙炔和丙二烯 主反应 副反应 CH - C H H C H 3 2 36 CH C H H C H 2 2 2 36 CH H CH 36 2 38 nC H C H 低聚物（绿油） 34 3 4n 60 脱除炔烃工艺 i. 前加氢脱炔 在裂解气中氢气未分离出以前,利用裂解气中的 氢对炔烃选择性加氢 流程简化,节省投资 缺点操作稳定性差 ii. 后加氢脱炔 裂解气分离出C2和C3馏分后,再分别对C2和C3 进行催化加氢 所需氢量根据炔含量供给,温度易控制 iii. 加氢脱炔催化剂 i. 钯系催化剂 61 ii. 非钯系催化剂 3.2.5 裂解气的净化与分离 5 烃的分离 ---在-100℃以下进行的（深冷分离）,由多个精馏 塔串联或并联，常用的分离顺序 n 先分离出甲烷和氢 ； n 再分离出乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、C4馏分、 C5馏分和裂解汽油。 62 3.3 芳烃的生产 o 芳烃是石油化工两大基础原料之一。 o 石油芳烃两个来源石油催化重整制取芳烃和 烃类裂解（乙烯装置）副产芳烃。 o 美国的乙烯大部分用天然气为原料，副产芳烃 很少，石油芳烃主要来源于催化重整；日本和 欧洲的副产芳烃占石油芳烃比重超过50；我 国目前石油芳烃主要来源于催化重整，随着乙 烯的发展，副产芳烃的比例会增加。 63 3.3.1 重整芳烃 o 催化重整生成芳烃的主要反应是环烷烃脱氢生成甲苯。 o 其次是链烷烃的脱氢环化和脱氢芳构化反应。 芳构化反应的特点是 ① 强吸热，其中相同碳原子烷烃环化脱氢吸热量最大，五元环 烷烃异构脱氢吸热量最小； ② 体积增大，因为都是脱氢反应，这样重整过程可生产高纯度 的副产氢气； ③ 可逆过程，实际过程中可控制操作条件，提高芳烃产率。 64 3.3.1 重整芳烃 例如 六元环烷烃的脱氢反应 五元环烷烃的异构脱氢反应 C2H5 烷烃的环化脱氢反应 C7H16 3H2 CH3 3H2 CH3 4 H2 65 3.3.1 重整芳烃 p 六元环烷烃的脱氢反应进行得很快，在工业条件下 能达到化学平衡，是生产芳烃的最重要的反应； p 五元环烷烃的异构脱氢反应比六元环烷的脱氢反应 慢很多，但大部分也能转化为芳烃； p 烷烃环化脱氢反应的速率较慢，在一般铂重整过程 中，烷烃转化为芳烃的转化率很小。铂铼等双金属 和多金属催化剂重整的芳烃转化率有很大的提高， 主要原因是提高了烷烃转化为芳烃的反应速率。 66 3.3.1 重整芳烃 生产芳烃方案 重整原料 重整氢 原 料 预 处 理 燃料气 非芳烃 重 芳 整 烃 反 抽 应 重整生成油 提 芳烃 苯 苯 塔 甲苯 二 甲 甲 苯 苯 塔 塔 二甲苯 脱除硫、 氮、砷等 重芳烃 67 3.3.2 乙烯装置副产芳烃 o 石油馏分经高温裂解制取乙烯丙烯等低级烯烃时副产 一定量的液体副产品，叫做裂解汽油或裂解焦油。裂 解汽油中含有大量的芳烃，尤其是苯的含量较高。 o 由于除芳烃外还有大量的烯烃和二烯烃等不饱和烃而 使裂解汽油不稳定，直接的化工利用比较困难，需经 加氢处理后才能成为可被利用的BTX馏分。 o 裂解汽油中的各种杂质包括烯烃和二烯烃，含硫含氮 化合物等都可通过选择加氢的方式除去，由于各组分 的加氢反应活性不同而必须采用分段加氢的工艺。 o 第一段加氢使二烯烃及部分烯烃饱和；第二段加氢使 剩余烯烃饱和，并脱除含硫含氮化合物。 68 3.3.3 芳烃转化 以甲苯为原料 o 甲苯脱烷基制苯 69 3.3.3 芳烃转化 o 歧化反应或烷基转移制苯及二甲苯 70 3.3.3 芳烃转化 o 异构化反应 可使二甲苯中用途不大的间二甲 苯转化为有用的对二甲苯和邻二甲苯。 71 3.4 石油化工主要产品和用途 一、乙烯 乙烯是最简单的烯烃，由于乙烯具有双健结 构，因而其反应能力很强。通过乙烯的聚合、 氧化、与其它化合物的加成等一系列化学反 应，可得到很多极有价值的衍生物。 72 乙烯 聚合 聚乙烯 环氧乙烷 氧化 乙二醇 加氯 二氯乙烷 氯乙烯 丙烯 共聚 乙丙橡胶 塑料薄膜、成型制品 涤纶、防冻剂、溶剂 工程塑料、氯纶纤维 电线、电缆 73 二、丙烯 o 丙烯分子中含有双键和α-活泼氢而具有很高 的化学反应活性。在工业生产中，利用丙烯 的加成、氧化反应、羰基化、烷基化以及聚 合反应，可相应地合成一系列有机化工产品。 74 丙烯 聚合 聚丙烯 丙烯醛 氧化 甘油 氨氧化 丙烯腈 苯烃化 异丙苯 苯酚 丙纶、胶片、树脂制品 炸药、医药、化妆用品 腈纶纤维、丁腈橡胶 ABS树脂 酚醛树脂、锦纶、医药 75 三、碳四烃产品 o 碳四烃系指丁二烯、正丁烯、异丁烯和正丁 烷。其中丁二烯最为重要，它既能自行聚合， 又能与其它单体共聚形成性能优良的合成橡 胶，在工业上占有重要的地位。 76 碳四烃 苯乙烯 丁二烯 丁苯橡胶 共聚 氧化 正丁烯 顺丁烯二酸酐 橡胶制品 塑料、农药 水合 异丁烯 叔丁醇 氧化 正丁烷 乙酸 溶剂、汽油添加剂 重要化工原料 77 四、芳烃产品 o 石油芳香烃主要是指苯、甲苯和二甲苯。芳 烃产品广泛地用在石油化工和有机合成中， 用于制造染料、农药、医药、合成橡胶、合 成纤维等。 78 79 80 81 3.5 典型产品的生产工艺 3.5.1 乙烯制环氧乙烷和乙二醇 o 乙烯在银催化作用下直接氧化生产环氧乙烷。 2CH2CH2 O2 2CH2-CH2 O 82 环氧乙烷生产步骤 1 原料气的混合---乙烯原料经加压后与氧气、致 稳气甲烷及循环气体混合均匀； 2 原料混合气的反应---原料混合气预热后进入装 有银催化剂的固定床反应器进行反应； 3 环氧乙烷的吸收---反应后环氧乙烷、乙烯、副 产物二氧化碳进行水吸收分离； 4 吸收液的解吸---环氧乙烷吸收液进入解吸塔将 环氧乙烷经过蒸馏解吸出来。 83 乙二醇生产 o 生产乙二醇主要是用环氧乙烷水解法 CH2-CH2 H2O O CH2-CH2 OH OH 84 3.5.2 由乙烯生产二氯乙烷和氯乙烯 1. 乙烯直接氯化制二氯乙烷 乙烯在液相中以三氯化铁作催化剂，与氯气发 生氯化反应生成二氯乙烷。 C2H4 Cl2 → C2H4Cl2 85 3.5.2 由乙烯生产二氯乙烷和氯乙烯 2. 乙烯氧氯化制氯乙烯 CH2CH2 Cl2 → ClCH2CH2Cl 2ClCH2CH2Cl → 2CH2CHCl 2HCl CH2CH2 2HCl 1/2O2 → ClCHCH2 H2O 总反 应式 2CH2CH2 Cl2 1/2O2 → 2CH2CHCl H2O 86 3.5.2 由乙烯生产二氯乙烷和氯乙烯 3. 二氯乙烷热裂解制氯乙烯 C2H4Cl2 → C2H3Cl HCl 87 3.5.3 由乙烯生产乙苯和苯乙烯 1. 气相烷基化法生产乙苯 H2C CH2 C2H5 2. 乙苯催化脱氢制苯乙烯 催化剂 CH2CH3 580620oC CH CH2 H2 88 3.5.4 丙烯合成丙烯腈 o 丙烯氨氧化一步合成丙烯腈 C3H6 NH3 3/2O2 → CH2CH-CN 3H2O 89 3.5.5 异丙苯法合成苯酚和丙酮 o 异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯 CH3 CH O2 CH3 CH3 COOH CH3 o 过氧化氢异丙苯加酸分解 CH3 H COOH CH3 H3C C CH3 O OH 90 3.6 石油化工发展展望 大型化综合化 例如韩国，原油处理能力3848万t/年；乙烯60-100万t/年 原料的重质化、石油的深加工 原料炼厂气→乙丙烷→石脑油→轻柴油→重柴油→ 经济 效益 原油作为 炼油成品 基本有机 燃料发电 → 140220 → 化工原料 100 400 合成材料 → 10301560 91 3.6 石油化工发展展望 采用节约原料、能源的生产工艺 化工生产成本中，原料费用占总成本的 6080，所以，除了要选择廉价的原料，选择合适 的工艺流程和最优化的工艺条件十分重要。 采用对环境友好的石油化工技术 方向大力开发和应用绿色化工生产技术。（关键化 学反应、原料、催化剂、溶剂、绿色化产品） 92 简答题 1. 石油炼制和石油化工的主要产品有哪些各列举5种。 2. 石油炼制的一次加工主要采用什么方法，得到的燃料油主 要包括哪几种 3. 原油减压蒸馏的目的是什么 4. 石油二次加工的目的是什么 5. 简答乙烯制环氧乙烷和乙二醇的生产工艺 6. 简答生产乙烯的原料和方法是什么 7. 石油芳烃的两个主要来源是什么 93 论述题 1. 简述烃类裂解生产乙烯过程中，裂解气净化与分离的几 个主要步骤和每个步骤的目的。 2. 试论环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出 主要反应方程式。 94