化学工业原料资源及其加工

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1、第一章化学工业原料资源及其加工利用第一节无机化学矿及其加工利用第二节石油及其加工利用1第三节天然气及其加工利用1第四节煤及其加工利用2第五节生物质及其加工利用1第六节再生资源的开发利用0.5第七节空气和水0.5主要内容：了解和掌握石油的组成、性质及其加工利用，了解和掌握天然气、煤、生物质及其加工利用，了解再生资源、空气和水的开发利用。授课方式：重点采用课堂讲授，利用启发式、提问式与讲解式相结合的方法，并将理论与实际化工厂相结合进行讲解，同时选部分内容让学生自学。重点和难点：石油的组成、性质及其加工利用，天然气、煤

2、、生物质及其加工利用。第一节无机化学矿及其加工利用一、主要无机化学矿二、磷矿和硫铁矿的加工利用第二节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，至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品大约有90％来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔和萘，还有甲醇。其中的三烯主要由石油制取，三苯、萘和甲醇可由石油、天然气和煤制取。一、石油的组成石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体，密度与组成有关，相对密度大约在0.

3、75～1.0。有些油田常伴生油田气。石油是由分子量不同、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℃以上均有。石油中合量最大的两种元素是C和H，其质量含量分别为碳83％～87％、氢11％～14％，两者主要以碳氢化合物形式存在。其他元素的含量因产地不同而有较大的波动，硫含量0.02％-5.5％，氮含量0.02-1.7％，氧含量0.08％-1.82％。而Ni、V、Fe、Cu等金属元素只含微量，由十亿分之几到百万分之几。在地下与石油共存的水相中溶有K、Na、Ca、Mg等的氯化物，易于脱

4、除。石油中的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。（1）烃类化合物烃类即碳氢化合物，在石油中占绝大部分约几万种。①链式饱和烃。含量最多，有正构烷烃和异构烷烃，两者在石油中约占50％-70％（质量），仅有极少数油田的石油中链烷烃低于10％-15％。C1-C4烷烃是溶解在石油中的气态烃，C5-C16烷烃为液态，C17及以上烷烃为溶解在液态烃中的固态烃。②环烷烃。含量仅次于链烷烃，具饱和环状结构，多为五员环和六员环的单环结构，例如环戊烷和环己烷及其带侧基的衍生物，此外还有少量双环和三环结构的环烷烃。③芳香烃。

5、具不饱和环状结构，有单环的苯系芳烃（苯、甲苯、二甲苯、乙苯及其他苯的衍生物）、双环的萘及其衍生物（例如甲基萘、其他烷基萘）和联苯系芳烃，以及三个或三个以上苯环叠合在一起的稠环芳烃。以上烃类化合物都是有机化工的基本原料，许多烃类还是汽油、航空煤油、柴油的组分。石抽中几乎没有烯烃和炔烃这两类化合物，然而它们却是石油化工的重要原料，尤其是烯烃更为重耍，只有通过对石油的化学加工才能获得这些化合物。（2）非烃化合物含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。①硫化物。多为有机硫化物，例如硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二疏化物（R

6、SSR）、噻吩（C4H4S硫杂环化合物）及其衍生物等。硫醇拂点较低，原油经蒸馏加工后，硫醇多存在于汽油、煤油产品中；硫醚和部分二硫化物则在中等沸程馏分（如柴油）中；二硫化物、噻吩等则多留在高沸程的重油、渣油和沥青中。②氮化物。多为吡啶、喹啉等不饱和氮杂环结构的有机物，它们的沸点较高，石油加工后多留在沸点高于500℃的渣油中。③氧化合物。有环烷酸、酚类和很少量的脂肪酸，总称为石油酸。其中环烷酸含量较多，在石油加工分离后，环烷酸多存在于250—400℃沸程的馏分中。④金属有机化合物。含量甚微，主要以金属络合物的形式存

7、在。二、石油的常压蒸馏和减压蒸馏为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工，在生产出汽油、航空煤袖、柴油、锅炉燃抽和液化气的同时，制取各类化工原料。石油开采出来尚未加工时称为原油，一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。常减压蒸馏流程有三类：①燃料型。以生产汽油、煤油、柴油等为主，没有充分利用石油资源，现巳很少采用；②燃料-润滑油型。除生产轻质和重质燃料油外，还生产各种品种润

8、滑油和石蜡；③燃料-化工型。除生产汽油、煤油、柴油等燃料油外，还从石脑油馏分抽提芳烃，利用石脑油或柴油热裂解制取烯烃和芳烃等重要有机化工基本原料，炼油副产的气体也是化工原料。有的工厂还采用燃料一润滑油一化工型流程，主耍产品是燃料和化工产品。大型石油化工联合企业中的炼油厂蒸馏装置多采用燃料-化工-润滑油型流程，见图2-1。三、馏分油的化学加工常、减压蒸馏只能将原油切割成几个