化工工艺讲稿1.doc

化工工艺讲稿1ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看 化工工艺 第一章 绪论 1.1 从原料到化工产品 2000万 种以上 化学反应转变 化工工艺：原料 化学的、物理的措施 产品 无机原料 化工原料 有机原料 水、空气、无 机非金属、金 属矿物 石油、天然气、 煤、生物质 基础化工原料 一般化工原料 由基础化工原 料制得的简单 小分子产品 无机酸、工业 气体、乙炔、 乙烯、苯等 无机化工原料与基本无机化工产品之间的关系 空气 煤、焦 水 石灰石 煅 气 空分 烧 化 氧 氮 氨 硝酸 氢 氯化钠 磷石灰 硫 黄铁矿 电 分 煅 解 解 烧 磷酸盐 CO2 CaO Cl2 碳酸钠 氢 氧 化 钠 SO2 氧化铁 硫酸 钢 重要的无机化工终产品： 化肥、金属材料、无机非金属材料、无机颜料、催化剂、 无机聚合物等 1.2 化工原料的变迁与化学工业发展趋势 1. 2. 18世纪以前 化工生产为作坊式手工工艺，古代化学工 艺：制陶、酿造、冶炼等 近代化学工艺 标志：无机酸、碱、盐、煤化工以及在 此基础上的合成染料、医药、涂料工业。

Ⅰ.首先是无机化学工业的兴起： 1791年路布兰法生产纯碱 18世纪到20世纪初：接 触法取代铅室法；氨碱 法取代路布兰法 1859年铅室法生产硫酸 1892年电解食盐水生产氯 气、烧碱 Ⅱ.18世纪末建立以煤焦油为原料的有机化学工业体系： 合成染料、农药、香料、医药、炸药等 苯 甲苯 硝基苯 TNT 电石 苯胺紫 苯酚 水杨酸 水杨醛 乙炔 化学合成时代 阿司匹林 多种香料 1888年焦炭与氧化钙 古代、近代化学工业是以改变天然产物为特征 3.现代化学工业：以合成产品为标志 Ⅰ.19世纪末到20世纪50年代，以煤为原料，经煤焦油、电石 乙炔进一步生产有机化学品 Ⅱ.20世纪50年代开始，以石油、天然气为原料合成有机化学品 20世纪初F.哈伯 发明合成氨技术 1913年第一 个合成氨厂 水煤气 石油化 工兴起 1920年C.埃利斯发明丙烯水合制异丙醇工艺 20世纪40年代，管式炉裂解烃类工艺、临氢重整工艺开发成功 石油化工 迅猛发展 80~90 %有机 化工产 品 1931年氯丁橡胶工业化 合成材 料时代 1937年合成尼龙66 50年代初，大规模生产塑料、合成橡胶、纤维 批量小、品种 多、功能优良 附加值高 20世纪末到21世纪初 精细化工、生物化工 新经 济增 长点 复合材料、高温超导材料、信息材料、纳米材料 用可再生资源代替化石燃料成为主要的化工原料是不可逆转 的趋势 1.3化工工艺学的任务 是研究由化工原料加工成化工产品的化工生产过程的一门 科学，包括生产方法、原理、流程、设备。

特殊性 感性 认识 生产不同产品需要采用不同化学工艺 相同产品原料路线不同采用不同化学工艺 发展 积累 化学定律 科学原理 无机化工 化工工艺 分类 石油化工 煤化工 精细化工 生物化工 高分子化工 化工单元过程 反应动力学 热力学 合成产品 先进反应单元工艺 计算机技术 “分子设计”理论 21世纪化工工艺：精细化、个性化、原料路线改变、绿色化工 化工工艺学因多学科交叉、融合而得到扩展，能源科学、信息 科学、材料科学、生命科学、纳米尺度研究、理论和计算方法 的应用为它提供更广阔的空间 1.4研究方法 1. 从个别到一般，在一个一个特别的化工产品的生产过程 中，研究这些“个别”现象、过程，用理论（化学工程学） 来加以研究，归纳出一些规律性的东西再升华为理论 2. 将经过归纳的初步结论，加以深入分析研究，弄清之后 用以解决问题，设计流程指导生产实践，并接受实践检验， 再加以丰富和修正 复杂生产过程 工艺流程 工艺操作参数 三废治理 躯壳 灵魂 规矩 一个生产过程可分为4~5个板块： ①反应过程-确定过程基本参数：T、P、Cat、t及原料配比 ②“原料”板块-纯度(杂质、水分)、粒度、配比、加料方式 ③“分离”板块-分离、精制 ④“产品后加工”板块-产品包装、处理 ⑤“三废治理”-废水、废气、废渣循环综合利用和无害化处理 原料准备 工 艺 参 数 分离 料 品化 ” 产品 “原 理 治 处理 分离 无害化 质 废 三 工 产品 1.5地位、作用、意义 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 中国石油化工集团公司 中国石油天然气集团公司 国家电网公司 中国工商银行股份有限公司 中国移动通信集团公司 中国建设银行股份有限公司 中国人寿保险（集团）公司 中国银行股份有限公司 中国农业银行股份有限公司 中国中化集团公司 14624.39 12730.03 11407.37 4900.04 4518.52 4029.37 3790.09 3522.80 3340.37 3089.75 设计、操作、控制管理 技术-工艺 企业运转 财务、人事、物质、市场 管理 营销、法规档案、劳动等 先进工艺流程 流程设备 操作工艺条件 自控手段 质量控制监测 技术保证 产品质量、产量 工艺技术人员 不同工 艺过程 工艺学共性 工艺学研究方法 学习运用 陌生的工艺操作 化工工艺学还涉及到技术经济和技术管理、生产控制，且 突出了三废治理和环境保护、节能降耗等 通过学习该课程，可以将其运用于工艺过程的开发和设计、 生产流程和开发和设计，认识并知道化工产品的生产技术、 工艺参数的控制和技术管理等问题，使我们在工艺上开拓 眼界、拓宽知识。

第二章化工原料及初步加工 2.1化学矿物 是化肥工业、化工、冶金及其它相关工业的原料，是除石油、 煤、天然气之外的一类重要矿物能源 我国矿藏丰富 磷块石 磷矿 磷灰石 岛磷矿 85% 磷矿、硫铁矿、自然硫、钾盐、硼 矿、芒硝、重晶石等20多种 酸法磷肥 热法磷肥 利用无机酸或混酸分解磷矿粉 高温分解磷矿石并添加助剂 二氧化硫 烧渣 硫酸 炼铁、钢 普通硫铁矿 浮选尾砂 含煤硫铁矿 焙烧 硫铁矿 2.2煤 煤：占化石燃料75%结构复杂，是以芳香核结构为主、具 有烷基侧链和含氧、含硫、氮基团的高分子化合物 大量广泛使用 煤的高温干馏 20世纪 石油危机 为天然气、石油所取代 煤化工复兴 50 50年代 焦70－78%、煤焦油3－4.5%、氨0.25－0.35%、 粗苯0.8－1.4%、焦炉煤气15－19% 吸附分离 焦炉煤气 氢气99.9999%、甲烷75－85%、乙烯40－50% 煤的气化：煤、焦、半焦 煤的液化 高温常压或加压 水蒸汽、空气或其混合气 CO、H2等 加氢抽提：采用供氢溶剂或氢压下将煤加氢分解 煤＋生石灰 揪熔融揪 电石(CaC 2 ) 揪水解揪 乙炔 高 温 干 馏 煤 气 焦炉煤气 体 粗 苯 产 物 煤焦油 焦 生石灰 电石 氢、甲烷及乙烯馏分 苯、甲苯、二甲苯 苯酚、甲酚、二甲酚、萘、蒽 水解 乙炔 乙炔化学工业 气 化 气 化 煤气 氨 合成气 甲醇 2.3天然气 主要成分：CH4＞94%（干气）、C2－C4烷烃、少量C5以 上重组分及杂质 特点：燃烧热值高、污染少、是清洁能源，工业、民用燃料 合成氨原料气 合成甲醇合成气 羰基合成用合成气（氢甲酰化反应） 热裂解制有机化工原料（来源有限） 部分氧化法 方法 CO2转化法 水蒸汽转化法 2CH 4 + O2 ? 2CO CH 4 + CO2 ? 2CO 应用 4H 2 2H 2 CH 4 + H 2O ? CO 3H 2 转化、部份氧化 一碳化学产品 合成气 氨氧化 氢氰酸 一碳 氧化* 甲醛 甲醇 甲醛 甲烷 裂解 炭黑 硝化 硝基甲烷 乙炔 乙炔化学产品 氯化 一、二、三、四氯甲烷 天 乙烷 裂解 乙烯 然 裂解 气 丙烷 乙醛* 氧化 裂解 乙烯 丁烷 氧化 脱氢 醋酸、顺丁烯二酸酐 丁二烯 氢气 2.4石油 气、液、固态的 天然烃类混合物 原油、 天然 气 平均碳含量85－87% 石油 平均氢含量11－14% O、S、N含量1% 常减压蒸馏 破乳剂 破乳剂 原油 高压场 电脱盐 原料 二次加工 一级 盐＜3㎎ /L 水<0.2% 二级 预热系统 进料泵 H2O 二级电脱盐流程 原油的常减压精馏及流程 拔顶气 轻汽油 煤油 轻汽油 原油 轻柴油 重柴油 水蒸汽 减压加热炉 减压渣油 减压塔 减压馏分油 真空系统 减压柴油 水蒸汽 常压加热炉 初馏塔 常压塔 常压渣油 石油 开采 凝析油 生产乙烯裂解原料 油田气 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 催化转化 合成气 拔顶气 原油 重柴油 炼厂气 催化裂化 干 气 生产乙烯 裂解原料 液化石油气 戊烷 煤 油 轻柴油 常压蒸馏 渣 常 油 压 减压蒸馏 渣 减 油 压 馏 油 轻汽油 丙烯、正丁烯、异丁烷 催化重整 、甲 、 正丁烷、异丁烷 甲 炼厂气 裂化 减压油 原油的二次加工 重质馏分、渣油 热裂化、催化裂化、 加氢裂化、催化重整 汽油、煤油、 柴油、气体等 1.热裂化：高压热裂化、低压热裂化，已经淘汰 2.催化裂化（增加汽油产量70%） 稀土改性Y(X)型分子筛 无定形硅酸铝 Y型分子筛 ZSM-5型沸石 反应器 固定床 移动床 流化床 催化剂 3.加氢裂化：（加氢下的催化裂化）抑制催化时脱氢缩合、 避免焦炭的生成 催化剂：加氢活性、裂化活性的双功能催化剂 固定床 反应器 沸腾床（国外） 悬浮床（研发中） 4.催化重整（铂重整） 环烷烃脱氢芳构化： 环烷烃异构化脱氢： CH3— 一段加氢裂化 固定床 二段加氢裂化 串联加氢裂化 +3H2 + 3H2 烷烃脱氢环化、芳构化： C6H14 ＋H 2 + 4H 2 C7H16 CH3— ＋H2 CH3— + 3H2 正构烷烃异构化： CH3 C6 H14 CH3 CH—CH CH3 CH3 加氢裂化： C8H18 +H2 ? C5H12 +C3H8 催化重整工艺及流程： 1.预脱砷、预分馏：原料含砷量＜0.1ppm、除去C5以下馏分 2.预加氢：除去原料中能使催化剂中毒的砷、铅、铜、S、N、 O以及饱和烯烃 3.催化重整：主要是芳构化反应 4.后加氢：饱和重整油中不饱和烃 5.稳定系统：脱去气态烃及戊烷 6.芳烃抽提：抽提出芳烃 7.芳烃分离：精馏分离得到苯、甲苯、二甲苯、乙苯 焦化 减压渣油 热裂化渣油 重残油 焦化 焦化气体 焦化油 焦碳 焙烧 已淘汰 乙烯、丙烯。