邢台职业技术学院 资环系应用化工专业第五章 典型的化工生产过程选介

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1、《化工工艺概论》第二版第五章典型的化工生产过程选介DescribestheRepresentativeProductionProcessesofChemicalIndustry三大目标：知识目标能力目标素质目标第五章典型的化工生产过程选介第五章典型的化工生产过程选介知识目标：理解单元反应的原理及工艺影响因素，掌握化工生产过程的概念及操作方式；烃类裂解、氧化、羰基化、聚合、离子交换、芳烃转化等单元反应过程的特点及工业应用。第五章典型的化工生产过程选介能力目标：能以工程的观念、经济的观点和市场的观念，

2、选择合适的工艺生产方法。素质目标：通过对单元反应过程的举例，了解其各自的规律，从而提高学生对开发新产品及对现工艺过程技改的兴趣。第五章典型的化工生产过程选介烃类热裂解工艺过程乙烯催化氧化生产环氧乙烷高压法生产聚乙烯(LDPE)过程本章重点羰基化制备丁辛醇的工艺过程催化重整制备芳烃的工艺过程离子交换制备软水和无盐水的过程第五章典型的化工生产过程选介第一节概述GeneralDescription第一节概述一、化工生产过程的概念化工过程：由化学过程的单元过程，即化工单元反应（裂解、氧化、羰基化、氯化、聚

3、合、硝化、磺化等）和进行物理过程的单元操作，即化工单元操作（输送、加热、冷却、分离等）组成。化学反应（核心）原料预处理物料分离纯化第一节概述半间歇操作（或称半连续操作）——非稳态操作二、化工过程的操作方式设备中各点物料性质将随时间而变化。适用于小批量、多品种的生产。间歇过程——非稳态操作设备中各点物料性质将不随时间而变化。适用于技术成熟的大规模工业生产。连续过程——稳态操作第五章典型的化工生产过程选介第二节烃类热裂解过程HydrocarbonPyrolysisProcess第二节烃类热裂解过程烃类

4、裂解的基本概念石油系烃类在高温隔绝空气的作用下，分子发生断碳键或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其它分子量不同的轻、重质烃的过程。石油烃裂解概述石油烃石油烃热裂解石油烃热裂解的主要目的包括天然气、炼厂气、石脑油、柴油、重油等，它们都是由烃类化合物组成就是以石油烃为原料，利用石油烃在高温下不稳定、易分解的性质，在隔绝空气和高温条件下，使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应，以制取低级烯烃－乙烯和丙烯的过程。生产乙烯和丙烯，还可联产丁二烯以及苯、甲苯和二甲苯等产品石油烃热裂解是基本有机化学工业获取基

5、本有机原料的主要手段裂解能力的大小往往以基本有机化学工业的最重要的基本有机原料乙烯的产量来衡量。烃类裂解过程的反应原理一次反应：裂解生成乙烯和丙烯的反应。二次反应：乙烯、丙烯等低级烯烃进一步反应，生成多种产物，甚至最后生成焦或炭。烃类裂解过程的化学变化是十分错综复杂的第二节烃类热裂解过程1.烃类热裂解一次反应各种裂解原料中主要有烷烃，环烷烃和芳烃。烷烃热裂解的一次反应⑴脱氢反应⑵断链反应第二节烃类热裂解过程⑶不同烷烃热裂解的规律性：同碳数烷烃，断链比脱氢反应容易。断链反应：低分子数烷烃的C—C键容

6、易在分子两端断裂，断裂所得的较小分子是烷烃（主要是甲烷），较大分子是烯烃；高分子数烷烃的C—C键容易在中央断裂。乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯和氢。有支链的烷烃容易裂解、脱氢。脱氢难易顺序：叔氢>仲氢>伯氢第二节烃类热裂解过程环烷烃热裂解的一次反应环烷烃热裂解主要发生断链和脱氢反应。带侧链的环烷烃：先进行脱烷基反应，一般在长侧链的中部开始断链一直进行到侧链为甲基或乙基；再进一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反应。环烷烃脱氢比开环生成烯烃更容易。芳烃热裂解的一次反应一类是烷基芳烃的侧链发生断

7、裂生成苯、甲苯、二甲苯等反应和脱氢反应另一类是在较剧烈的裂解条件下，芳烃发生脱氢缩合反应。第二节烃类热裂解过程烯烃裂解生成小分子烯烃或二烯烃C3H6C2H4+CH4烯烃聚合、环化和缩合，可生成芳烃，在裂解温度下很容易脱氢缩合生成多环芳烃直至转化为焦2C2H4C4H6+H2C2H4+C4H6C6H6+2H2烯烃加氢和脱氢C2H4C2H2+H2烯烃经炔烃而分解生成碳C2H22C+H22．烃类热裂解的二次反应结论1、结焦和生碳过程二者机理不同：结焦是在较低温度下(＜927℃)通过芳烃缩合而成生碳是在较高

8、温度下(＞927℃)，通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠合的碳原子。2、无论在选取工艺条件或进行设计，都要尽力促进一次反应，千方百计地抑制二次反应。因为，一次反应是生产的目的，而二次反应既造成烯烃的损失，浪费原料又会生碳或结焦，致使设备或管道堵塞，影响正常生产，所以是不希望发生的。第二节烃类热裂解过程3.各种烃热裂解生成乙烯、丙烯的能力(1)烷烃:正构烷烃最有利于生成乙烯和丙稀(2)烯烃:大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯;烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃(3)环烷烃:生成芳烃的反应