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《有机化工生产技术》课件—03碳二系列典型产品

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有机化工生产技术PPT课件

有机化工生产技术PPT课件

液态：液流至不锈钢、水泥制成的罐、槽、 槽车运输。130~140℃
固态：片状、粒状、块状
第16页/共43页
一、液硫脱气
1.H2S在液硫中的溶解度
Claus装置生产的液硫中一般均溶解有少量 H2S。为了保证安全地加工或运输，必须先从液 硫中脱除溶解于其中的H2S，此工艺过程称为液 硫脱气。
H2S溶解于液硫时不仅有物理溶解，也会生 成多硫化氢（H2Sx，x通常为2～8）。H2S在液 硫中的溶解度实际是随温度升高而略有降低；但 由于多硫化氢的生成量随温度升高而增加甚快， 故总的H2S溶解量将随温度升高而增加。
第32页/共43页
3．钢带造粒工艺 Sandvik公司在其带式成型工艺的基础上开发出
Sandvik Rotoform工艺生产半球形硫磺产品，我国南京 炼油厂、胜利炼油厂及安庆炼油厂等均引进有此类设备； 国内南京三普（Sunup）公司也开发了类似的生产工艺。 此类工艺的主要特点是液硫通过一个造粒机在钢带上形 成一个个半球状颗粒冷却成型，由于冷却时液硫的收缩 故在颗粒顶部常产生一些小洞。为使半球状硫磺易于剥 离，钢带上敷有脱膜剂。
第23页/共43页
循环喷洒法液硫脱气原理流程
第24页/共43页
在脱气期间，脱气池上部空间中硫化氢 含量增加，为防止其达到可燃极限，要不 断的用水蒸气吹扫，并用泵抽出至灼烧炉 内灼烧，也可通过烟囱排至大气。
优点：液态硫中硫化氢含量低，操作 稳定。
缺点：设备投资高，喷嘴结构复杂。
单个喷嘴生产能力低，需用多台液硫泵
传统的克劳斯法存在的问题：
① 收率较低 95% ②空气中的N2过多，稀释了过
程气，也不利于节能。 ③ H2S和SO2的比例严格控制
在2：1，导致过程控制困难
化工生产技术课件

化工生产技术课件


❖ （2）氧气分布板的孔径 为防止局部过热，生产中采取氧 气分段通入氧化塔，各段氧气通入处还设置有氧气分布板， 以使氧气均匀地分布成适当大小的气泡，加快氧的扩散与 吸收。
❖ 氧气分布板的孔径与氧的吸收率成反比，孔径小可增加气 泡的数量和气液两相接触面积，但孔径过小则造成流体流 动阻力增加，使氧气的输送压力增高。如果孔径过大，不 仅会造成气液接触不良，而且会加剧液相物料的带出，破 坏正常的操作。
❖ （2）反应压力
❖ 压力对乙醛氧化过程的影响从两个方面体现。
❖ ①乙醛氧化反应是一个气体体积减小的反应，增加压力有利 于反应向生成醋酸的方向进行。由于乙醛氧化是气液相反应， 提高反应压力，既可促进氧向液体界面扩散，又有利于氧被 反应液吸收。
❖ ②反应物乙醛的正常沸点为21℃，增加压力可使乙醛沸点升 高，从而减少乙醛的损失。但是，升高压力会增加设备投资 费用和操作费用。
主要副产物有甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等
❖ 工业生产中乙醛氧化制醋酸都采用液相氧化法。
❖ 在氧化剂选择方面，原则上采用空气或氧气均可。当用空 气时，大量氮气在气液接触面上形成很厚的气膜，阻止氧 的有效扩散和吸收，从而降低设备的利用率。若用氧气氧 化，应充分保证氧气和乙醛在液相中反应，以避免反应在 气相中进行；且在塔顶应引入氮气以稀释尾气，使尾气组 成不基准，生成醋酸选择 性高达99%。
二、工艺条件
1、催化剂 采用三氯化铑为主催化剂，碘化氢为助催化剂，二者溶于适当的溶剂 中，成为均相液体。催化剂的结构是以一氧化碳和卤素作为配位体的 络合物。 催化剂中铑化物与碘化合物的配比为1：10（摩尔）。所用的溶剂取 决于反应物、产物和催化剂在该溶剂中的溶解度和适应性。实践证明， 溶剂的极性越大，反应速率越快。 2、反应温度 最佳温度为175℃。一般控制在130℃～180℃。 3、反应压力 实际生产中，操作压力控制在3MPa。 4、反应液组成 主要指醋酸和甲醇浓度。物质的量比一般控制在1.44︰1。
有机化工生产技术资料文档

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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。
但烷基芳烃可以断侧链生成低级烷烃、烯 烃和苯。
4.烯烃的断链反应
常减压车间的直馏馏份中一般不含烯烃， 但二次加工的馏份油中可能含有烯烃。 大分子烯烃在热裂解温度下能发生断链 反应，生成小分子的烯烃。 例如：C5H10 →C3H6+C2H4
1.低分子烯烃脱氢反应
C2H4 → C2H2 + H2 C3H6 → C3H4 + H2 C4H8 → C4H6 + H2
2.二烯烃叠合芳构化反应
2C2H4 → C4H6+H2
C2H4 + C4H6 →C6H6 +2H2
3.结焦反应 烃的生焦反应，要经过生成芳烃的中间阶 段，芳烃在高温下发生脱氢缩合反应而形 成多环芳烃，它们继续发生多阶段的脱氢 缩合反应生成稠环芳烃，最后生成焦炭。
除烯烃外，环烷烃脱氢生成的芳烃和原料 中含有的芳烃都可以脱氢发生结焦反应
2.原料对能耗的影响
使用重质原料的乙烯装置能耗远远大于 轻质原料，以乙烷为原料的乙烯装置生产 成本最低。
若乙烷原料的能耗为1，则丙烷、石脑油 和柴油的能耗分别是1.23、1.52、1.84。
美国比较了乙烯装置的生产成本，乙烷 生产乙烯的成本为270美元/吨，而轻柴油 为671美元/吨。
3、原料对装置投资的影响
第二章 碳一系列典型产品

第二章 碳一系列典型产品


4
了解甲醇的 各种生产方 法
掌握合成气 的生产原理
知识目标
熟悉合成气生产 甲醇的反应原理 及工艺流程
5
能写出合成气 生产甲醇的主、 副方程式
能分析影响甲醇 合成反应的各种 因素
能力目标
能够画图说明合 成气生产甲醇的 主要工序
6
生产方法 1、氯甲烷水解法
• 但是，即使与碱溶液共沸至140℃，其水解速度仍 很慢。 • 在300～350℃，在碱石灰作用下氯甲烷可以定量地 转变为甲醇和二甲醚，反应式如下：
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2．反应压力 与副反应相比，合成甲醇的主反应是摩尔数减 少最多而平衡常数最小的反应，因此增加压力对 提高甲醇的平衡浓度和加快主反应速率都是有利 的。反应压力越高，甲醇生成量越多。但是增加 压力要消耗能量，而且还受设备强度限制，因此 需要综合各项因素确定合理的操作压力。用ZnOCr2O3催化剂时，反应温度高，由于受平衡限制， 必须采用高压，以提高其推动力。而采用铜基催 化剂时，由于其活性高，反应温度较低，反应压 力也相应降至5-10Mpa。
21
(2)铜基催化剂。活性组分是Cu和ZnO,还需添加一些助 催化剂，促进该催化剂的活性，加入铝和铬的活性较 高。Cr2O3的添加可以提高铜在催化剂中的分散度，同 时又能阻止分散的铜晶粒在受热时被烧结、长大，可
延长催化剂的寿命。添加Al2O3助催化剂使催化剂活性
更高，而且Al2O3价廉、无毒，用Al2O3代替Cr2O3的铜
基催化剂更好。铜基催化剂大特点是：活性高，反应
温度低（230～270℃），操作压力较低（5～10MPa）.
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其缺点是该催化剂对合成原料气中杂质要求严格，
特别是原料气中的S、As能对催化剂产生中毒作用， 必须精制脱硫。铜基催化剂在使用前必须进行还原 活化，使CuO变成金属铜或低价铜才有活性。活化过 程中必须严格控制活化条件，才能得到稳定、高效
《化工工艺学》第5章 基本有机化工产品-PPT文档资料

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12、上海赛科 上海赛科石油化工有限责任公司是由中国石油化工股份有限公司、 中国石化上海石油化工股份有限公司和 BP 华东投资有限公司分别 按 30% 、 20% 、 50% 的比例出资组建的，总投资额约 27 亿美元，是目前国内最大的中外合资石化项目之一。 上海赛科建 有 8 套主要生产装置，具有世界级上下游一体化的特点，体现了 规模经济效应。其中，设计能力 109 万吨 / 年乙烯是目前世界上 单线产能最大的乙烯装置之一。 13、齐鲁 中国石化齐鲁分公司乙烯生产能力为80万吨/年。 14、扬巴 扬子巴斯夫有限公司乙烯生产能力为60万吨/年. 15、扬子 中国石化扬子石油化工有限公司乙烯生产能力为65万吨/年。 16、福建 中国石化福建炼油化工有限公司乙烯生产能力为80万吨/年。
4
芳烃系列主要产品
涤 纶
5
《化工工艺学》第5章 有机产品


5.1 概述
5.1.1 基本有机化工在国民经济中的作用 用途主要在三个方面： (1) 生产合成橡胶、合成纤维、合成塑料和其他高分子化 工产品的原料。 (2) 作为其他有机化工的原料。 (3) 直接消费，如作溶剂、冷冻剂、防冻剂、麻醉剂、消 毒剂等。 乙烯是基本有机化工最重要的产品。乙烯的产量往往标志 一个国家基本有机化学工业的发展水平。 2019年世界主要国家乙烯生产能力
《化工工艺学》第5章 有机产品

丙烯系列产品
《化工工艺学》第5章 有机产品

碳四系列产品
《化工工艺学》第5章 有机产品芳烃系列产品源自《化工工艺学》第5章 有机产品

乙炔系列产品
《化工工艺学》第5章 有机产品


5.2 乙烯系列主要产品 5.2.1 聚乙烯
石油化工工艺学 PPT

石油化工工艺学 PPT

图6 一步法工艺流程 1—水环泵；2—气-液分离器；3—反应器；4—除沫分离器；5，6，7—第一， 二，三冷凝器；8—水吸收塔；9—脱氢组分塔； 10—精馏塔；11—丁醛提取塔； 12—粗乙醛槽；13—水洗涤塔；14—分离器；15—分解器
（2）两步法工艺（自学）
两步法反应部分工艺流程
氧化反应管
空气 3 6 7 5
乙二醛 织物整理剂
正丁醛
2―乙基己酸
乙 醛
季戊四醇
醇酸树脂 季戊四醇脂肪酸酯 季戊四醇司硝酸酯
正丁醇
三羟甲基丙烷 PVC增塑剂 炸药
航空润滑油
过氧乙酸 氧化剂和环氧化剂、漂白剂、ห้องสมุดไป่ตู้菌剂等
α ―丙氨酸 三氯乙醛
饮料、食品添加剂
三氯乙醛脲 水合三氯乙醛 三氯乙酸钠
除莠剂 催眠剂
用于生产农药、医药和用作有机合成原料
合适的，因为一价铜易于被氧化成二价铜。
2、生产工艺
(1)一步法工艺
指上述的三步反应在同一反应器中进行
a 一步法工艺的影响因素
① 原料纯度 :乙烯纯度大于99.5％，乙炔小于3×10-5，硫化 物小于3×10-6，氧的纯度在99.5％以上。
② 原料配比： 采用乙烯大大过量的方法，以保证安全，循 环乙烯中氧的含量在8％左右，乙烯的含量在65％左右。
工业上采用具有循环管的鼓泡床塔式反应器， 催化剂的装量约为反应器的1/2—1/3体积。
c 一步法工艺流程
• A 原则流程图 • B 各设备所起的作用
一步法工艺流程
循环气
至火炬 至火炬
至火炬
氧 乙烯
34
5
6 8
7
HCl
13 水
2
污
有机化工生产技术.ppt

有机化工生产技术.ppt


C1～C2的气体称为干气，约占10～20%，其余C3～C4 气体被冷凝为液态烃，称为液化气。
干气中含有10～20%的乙烯，液化气中丙烯和丁烯含量可 达50%左右，它们都是基本有机化工原料。
液化气中还含有丙烷和丁烷可作为生产烯烃的裂解原料。
催化裂化生产的汽油和柴油产品中因含有较多的烯烃，不
宜做裂解的原料。
原油直接蒸馏得到的煤油、柴油等也称为直馏煤油、
直馏柴油，它们除进一步加工制取合格的燃料油外，都是重
要的裂解原料。
常压塔三、四线产品和减压塔侧线产品，并称为“常减压
馏分油”，可作为炼油厂的裂化原料或生产润滑油的原料，
也可作为化工厂生产烯烃的裂解原料。
2019-10-24
谢谢关注
11
减压渣油可作锅炉燃料，也可进一步分离出高粘度润滑 油和地蜡，或氧化得石油沥青，焦化得石油焦，并副产气态 烃、汽油和柴油等。
因此，有机化工原料的来源与石油炼制工业有密切的关系，
必须对石油炼制工业有一个大概认识。
2019-10-24
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与有机化工原料关系密切的主要石油炼制过程有：
常减压蒸馏 催化裂化 催化重整
催化加氢
延迟焦化
2019-10-24
谢谢关注
10
1.原油的常减压蒸馏
工艺流程见图0－1常减压工艺流程图。
化工装置在最佳条件下可以达到的最大生产能力称为设计 能力。
二、转化率 转化率是原料中某一反应物转化掉的量（摩尔）与初始反
应物的量（摩尔）的比值，它是化学反应进行程度的一种标志 工业生产中有单程转化率和总转化率，其表达式为：
2019-10-24
谢谢关注
21
（1）单程转化率
石油化工工艺学第六章碳三及其化工产品生产92p

石油化工工艺学第六章碳三及其化工产品生产92p


石油化工工艺学
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
丙烯聚合反应的机理相当复杂，—般来说，可 以划分为四个基本反应步骤：活化反应；形成活性 中心；链引发；链增长及链终止。 对于活性中心，主要有两种理论：单金属活性 中心模型理论和双金属活性中心模型理论。普遍接 受的是单金属活性中心理论。该理论认为活性中心 是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。
本体-气相组合工艺
反 应 釜 类 型
连续管式聚合工艺： Basell的Spheripol工艺 Borealis的Borstar工艺 技术
石油化工工艺学
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.3生产工艺
按 反 应 釜 类 型
气相聚合工艺
气相搅拌床工艺： Innovene气相工艺 窒素的气相工艺 气相流化床工艺： UCC和Unipol工艺 技术
石油化工工艺学
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
丙烯聚合的反应速率常用下式表示：
RP
* kP C M
式中：RP——反应速率；
kP——聚合反应速率常数； [C*]——活性中心浓度； [M]——丙烯单体浓度。
石油化工工艺学
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
动力学参数受催化剂和聚合条件的影响，催化体 系的复杂性以及非均相特性使得准确地分析动力学参 数非常困难。 对于不同类型的催化剂，它们的反应速率常数有 很大差别，如MgCl2负载的催化剂与常规的TiCl3催化 剂相比，要高很多，而茂金属催化体系的反应速率常 数则又比氯化钛体系更高。
石油化工工艺学
6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.2异丙苯的生产 采用磷酸硅藻土为催化剂生成异丙苯的反应原理
《有机化工生产技术》课件—05碳四系列典型产品

《有机化工生产技术》课件—05碳四系列典型产品


30%～50％，即控制氧烯摩尔比为0.65～0.75之间。
5.水/烯摩尔比：水蒸气作为稀释剂和热载体，具有调节反应物与产物分压、带出反
应热、避免催化剂过热的功能，水蒸气的加入还具有缩小丁烯爆炸极限，清除催化剂表面 积炭以延长催化剂使用寿命的作用。水蒸气与丁烯摩尔比对反应的影响见表5－7。由表可 知，水烯比在9～13之间，丁烯转化率、丁二烯收率及选择性均有提高，而含氧化合物含 量略有下降。在工业生产中，一般流化床反应器控制在9～12之间，固定床反应器控制在 12～13之间。
（3）从烃类裂解制乙烯的副产物碳四馏分抽提丁二烯
此法是在裂解碳四馏分中加入某种溶剂，使丁二烯分离出来。 因使用的溶剂不同，名称也不同。如以乙腈为溶剂，进行碳四馏分抽提丁二烯，称为 乙腈法；以二甲基甲酰胺为溶剂，则称为二甲基甲酰胺法等。
第五章 碳四系列典型产品
第一节 丁二烯的生产技术
3
一、丁烯氧化脱氢生产丁二烯 (一) 反应原理
我国自行研究，具有代表性的催化剂有H－198和B－02尖晶石铁系催化剂。
第五章 碳四系列典型产品
第一节 丁二烯的生产技术
4
（二）工艺条件
影响丁二烯生产的因素主要有反应温度、反应压力、丁烯空速、氧/烯比、水/烯比。
1.反应温度：反应温度的选择以保证丁烯转化率和丁二烯收率在较经济的范围内以及
反应在稳定的操作条件下进行，还与催化剂种类和反应器结构型式有关。 如H－198催化剂常使用于流化床反应器，反应温度一般控制在633～653K；而B-02催
① 用作炼油厂、石油化工或一般民用的燃料； ② 用于生产烷基化汽油和叠合汽油； ③ 用作石油化工原料(是碳四馏分应用的发展方向 )。
（2）以碳四烃为原料的主要合成产品及要介绍丁二烯和顺丁烯二酸酐的工业生产技术。
化工工艺学基本有机化工的主要产品课件ppt

化工工艺学基本有机化工的主要产品课件ppt

O 1 丁烯氧化脱氢制丁二烯的生产原理 常用的α-烯烃共聚单体为1-丁烯，1-己烯或1-辛烯。 聚丙烯简称PP，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。 05%~1%(体积)。 氨氧化过程的主要副反应均为平行副反应，接触时间对丙烯转化率和丙烯腈收率的影响见图5. 苯乙烯系无色至黄色的油状液体，具有高折射性和特殊芳香气味。 反应温度必须与反应压力相对应。 聚合方法 单体 共聚单体 反应介质 催化剂 工业上一般采取两步法将粗醛精馏。 传统的工业生产乙醛的方法主要有以下4种： 因为副反应要消耗氧，尾气中要有过量氧存在以防止催化剂被还原失去活性。 第一步是脱二氧化碳、氯甲烷、氯乙烷等轻组分，第二步是脱除废水和高沸物，并得到副产的丁烯醛。
• 熔融指数仅表示了相应的熔融粘度，相对地表 示了平均分子量，但不能表示聚乙烯的分子量 分布。
乙烯高压聚合流程
此外，为了防止成型过程中粘结模具而需要加入润滑剂，如油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、亚麻仁油酸铵三者的混合物。 1 丁烯氧化脱氢制丁二烯的生产原理 空速过高，虽提高了生产能力，但循环气体量大，分离工序的负荷和动力费用增大。 分离器底部的催化剂溶液，经泵升压后，送至分解器，直接通入水蒸汽加热至170℃，将草酸铜氧化分解，放出C02并生成Cu2Cl2，再 生后催化剂送回反应器。 原料混合气与反应后气体热交换预热后进入固定床反应器。 对二甲苯高温氧化制对苯二甲酸是美国Amoco公司开发的目前生产对苯二甲酸的主要方法。 聚合方法 反应温度 反应压力 反应时间 表5-6 生产LLDPE所需物料 二氧化碳对氧化反应有抑制作用，但可提高反应的选择性和氧的爆炸极限浓度。 3MPa左右的条件下进行。
化工工艺学 Chemical engineering
technics
化学工程与工艺专业
第二章 碳一系列典型产品

第二章 碳一系列典型产品


第二章 碳一系列典型产品
第一节 合成气制甲醇生产技术
14
六、甲醇合成生产过程的操作与控制（以低压等温合成甲醇系统为例）
（一）系统的开车、停车操作 2. 停车操作 P68
工业生产装置的停车一般可分为：生产计划性正常停车和事故突发性紧急停车两种
（1）正常停车步骤： ① 接到停车指令后，逐步减少直至切断新鲜气进料负荷，同时循环机减少循环量进行循环。 ② 关汽包外送蒸汽调节阀组和汽包上水调节阀组。 ③ 根据醇分离器液位情况，逐渐关小输醇阀，直至全关。 ④ 关小弛放气阀，待循环气中一氧化碳、二氧化碳全部反应完，停循环机，系统保温保压。 （2）紧急停车步骤： ① 联系生产调度室和压缩机岗位，切断送气，关新鲜气阀，同时打开新鲜气阀前放空阀。 ② 关外送蒸汽阀、汽包上水阀和输醇阀。 ③ 如果是着火、泄漏或循环机跳车，应立即开吹除气放空阀缓缓卸压； 如果是外系统的原因，则继续循环，系统保温保压。
由于低压法甲醇合成技术经济指标先进，现在世界各国甲醇合成已广泛采用了低压合成法，所 以本节主要介绍低压法甲醇合成工艺流程。
（一） 低压法合成甲醇 如图2-16所示 主要由制气、压缩、合成、精制四大部分组成（着重讨论压缩、合成、精制部分）。 其特点——由于低压法合成的甲醇杂质含量少，净化比较容易，利用双塔精 制流程，便可以获得纯度高达99.85％（质量）的精制产品甲醇。 （二）三相流化床反应器合成甲醇 如图2-17所示 该工艺流程是近年来开始试验研究的。 其特点——单程转化率高，出口气体中甲醇含量可达15％~20％（体积）， 可大大减少循环含量，节省动力消耗。三相流化床反应器结构简 单，可利用小颗粒催化剂，温度易于控制。 缺点是——气、液、固三相互相夹带，不利于分离，以及有可能造成设备堵 塞等，目前尚处于试验阶段。

基本有机化学工业原料

第一章基本有机化学工业原料1、什么叫一碳化学技术？所谓一碳化学技术，就是以含有一个碳原子的化合物(主要是一氧化碳和甲醇)为原料，通过化学加工合成含有两个以上碳原子的基本有机化工产品的技术。

第二节煤的化工利用2、干馏分类：高温干馏（简称焦化）、中温干馏、低温干馏第三节石油的化工利用石油的加工方法：石油的常减压蒸馏、催化裂化、催化加氢、催化重整△催化重整的概念：催化重整是指以一定馏分的直馏油品为原料，在催化剂作用下，使其碳结构重新调整，正构烷烃发生异构化，转化为芳烃的化学加工过程。

第二章化工生产过程中常用指标和工业催化剂第一节化工生产过程中常用指标一、转化率、选择性和收率（掌握概念）转化率的概念：指化学反应体系中，参加化学反应的某种原料量占通入反应体系中该种原料总量的百分比。

反应掉的原料量转化率= ×100%投入的原料量转化率分为单程转化率、总转化率、平衡转化率、实际转化率选择性的概念：是指反应过程实际所得目的产物产量占按照反应掉的原料计算应得目的产物理论产量的百分比。

目的产物的实际产量选择性= ×100%按反应掉的原料计算应得目的产物的理论产量转化为目的产物的某种原料量= ×100%反应掉的该种原料量单程收率的概念：一般是指反应过程实际所得占按照通入反应器的原料计算应得目的产物的理论产量的百分比。

目的产物的实际产量单程收率= ×100%按通入反应器的原料计算应得目的产物的理论产量转化为目的产物的某种原料量= ×100%通入反应器的该种原料量单程收率=选择性×转化率例2-1 由乙烯制取二氯乙烷，反应式为：C2H4+Cl2ClH2C-CH2Cl。

已知通入反应器的乙烯量为600kg/h，其中乙烯质量分数为92%，反应后得到二氯乙烷量为1700kg/h，并测得尾气中乙烯量为40kg/h试求乙烯的转化率、反应过程选择性及产品收率。

解：乙烯的摩尔质量为28g/mol；二氯乙烷的摩尔质量为99g/mol。

《化工基础知识》课件


根据原料性质、产品要求和生产规模等因 素，选择合适的工艺流程类型。
设计工艺流程
优化工艺流程
根据确定的工艺流程类型，设计各操作单 元及其组合方式，确保物料流动顺畅、能 量利用高效。
通过改进操作条件、采用新型设备和技术 等手段，降低能耗、物耗和提高生产效率 ，实现经济效益的最大化。
04
化工设备与装置
化工设备的分类与特点
化工设备的选择与维护
选择
根据工艺要求、生产规模、操作条件等因素，选择合适 的化工设备，确保其性能、效率、安全性等满足要求。
维护
定期对化工设备进行检查、保养、维修，及时发现并处 理设备故障，确保设备的正常运行和使用寿命。
05
化工安全与环保
化工生产过程中的危险因素
易燃易爆物质 化工生产中常常涉及到易燃易爆 物质，如石油、天然气、氢气等 ，一旦发生泄漏或反应失控，可 能导致火灾或爆炸。
化工在国民经济中的地位
总结词
化工是国民经济的重要支柱之一，为农业、能源、交通、机械、电子等产业提供重要原材料和中间体 。
详细描述
化工为农业提供化肥、农药等生产资料，提高农作物产量和质量；为能源产业提供燃料和添加剂；为 交通产业提供橡胶轮胎等材料；为机械和电子产业提供各种高分子材料和精细化学品。
化工技术的发展趋势
总结词
化工技术正朝着高效、环保、节能方向发展，新型反应技术、分离技术和过程强化技术 成为研究热点。
详细描述
随着科技的不断进步，新型反应技术如酶催化、光催化等在化工生产中的应用越来越广 泛；分离技术如膜分离、萃取等也在不断改进和优化；过程强化技术如微型化工、催化 强化等成为提高化工生产效率的重要手段。这些技术的发展将推动化工行业朝着更加高

有机化工生产技术PPT课件(61页)

目前，我国化学加工业需要进一步优化产业结构，努 力提高产品质量，节能减排，降低生产成本，强化环境保 护，高度重视安全生产，建立现代企业制度，培养大批的 技术人才，继续走引进、消化、吸收、创新，重在创新上 下功夫的化学工业发展的思路，努力赶超世界先进水平。
化学工业出版社
化学工业的剪影
化学工业出版社
大型石化企业厂区
化学工业出版社
现代化学加工业
精细化工生产技术
在石油化工和高分子化工 发展的同时，为满足人们生活 的更高需求，产品批量小、品 种多、性能优良、附加值高的 精细化工也很快发展起来。如 在染料、农药、医药、涂料等 行业发展迅猛。
化学工业的发展重点之一 就是进一步综合利用资源，充 分、合理、有效地利用能源， 提高化工生产的精细化率和绿 色化水平。
化学工业大发展时期
20世纪初至40～50年代 合成氨、石油化工、高分子、精细
现代化学工业
Байду номын сангаас
20世纪60～70年代以来 超纯物质、新型材料
一、化学工业
化学工业又称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、 成分、形态而生产化学品的制造工业。广义的化学加工工业 包括加工过程主要表现为化学反应过程的所有生化学工业又 称化学加工工业，指利用化学反应改变物质结构、成分、形 态广的狭企的一化工成分化而义所义业范般学业有庞学生的有的的围认工和机大工产化生化整时为业有化。业化学产学体大化按机合有、产学加部工。时学物物机有品工门业随小工化的化机品的工。则着，业学元工精的制业是行那应工素涉细元造包指政么介业品及化素工括“管这于，种的工构业加化理样上简并范、成大。 工 学 体 划 述 称 不 围 高体过工制分广无多较分可程业的是义机，广子分主部变不和化但，化为要”更科狭工有如工两表所，学义和机石、从化主二等产由生机产烯大现管化的的有化油食石学的产量这产化氯腈烯类为辖学。定机合炼品油加基品很些出工乙等、：化的工义化物制化、工本，大烃种产烯产苯无学那业之工的工工天得有此。类类品、品、机反部部间。数业等然到机类产繁，环。甲物应分所。虽量、等气的化产品多如氧苯化过行管然却石。、以工品经、由乙、学程业辖组十油煤碳产是过品乙烷二和等氢 品 有 各 种 烯 ，甲自化，机种各为由苯然合如化化异原丙、资物工学、料烯乙甲源及的合用进为烯醇出其基成途一原、（发衍础过广步料丙乙，生原程泛合生烯炔经物料可的成产、、过为，以有生丙丁萘） 如果考虑原料的来源和加工特点，化学工业则可分为石油化 工、煤化工、天然气化工等。

化工生产技术PPt课件01第一章

载体作为催化剂的支架，是催化剂组成中含量最 多的一种成分；
载体是具有高比表面积的固体物质（多孔物质）； 如硅酸盐类硅藻土、蒙脱石、沸石等天然无机氧 化物；硅胶、活性炭、人造沸石、分子筛等人工 合成的多孔物质，
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催化剂
载体的主要功能：
提高催化剂的机械强度和热传导性； 减少催化剂的收缩，防止活性组分烧结，从而提
二、化工产品
原料经过化学变化和一系列加工过程所得到的目的 产物。
化工产品中一般都含有原料中的部分原子 一种物质有时是原料，有时又是产品，要根据实际生产 过程的需要具体确定。
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化工生产过程知识目标
第二节 化工生产原料准备过程
1 中间产品
化工生产过程中作为下一个工序原料的目的产物 中间产品一般不能直接应用，需经过进一步加工才能 变成可直接利用的产品。化工企业所生产的产品，大多属 于中间产品。
（1）中毒及碳沉积
催化剂中毒的一种形式是毒物将催化剂活性物质转变成钝 性的表面化合物，使其活性迅速下降。另一种情况是一些 重金属（Ni、Cu、V、Fe等）化合物沉积在催化剂上，使 选择性下降。有时某些毒物阻塞了孔隙，使反应物不能到 达催化剂的活性表面。 碳沉积指的是一些有机反应物在进行主反应的同时，因深 度裂解而生成碳或由于聚合反应生成聚合物、焦油等物质 覆盖了催化剂表面，使催化剂失去活性。
用催化剂； 催化剂的应用，提高了原料的利用率、扩大
了原料来源和用途； 催化剂在环保、能源开发等方面也具有突出
的作用； 催化剂作用研究已成为现代化学研究领域的
一个重要分支。
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催化剂
催化剂的作用：
①加快化学反应速度，提高生产能力；②对于复 杂反应，可有选择地加快主反应的速度，抑制副 反应，提高目的产物的收率；③改善操作条件、 降低对设备的要求，改进生产条件；④开发新的 反应过程，扩大原料的利用途径，简化生产工艺 路线，从而提高设备的生产能力和降低产品成本； ⑤消除污染，保护环境。

第三章 碳二系列典型产品


第三章
碳二系列典型产品
第一节 三、工艺流程
乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
8
在钯盐催化剂存在下，乙烯均相络合催化氧化生产乙醛工艺分一段法和二段法两种。 一段法——是指羰基化反应和其他两步氧化反应在同一个反应器中进行，用氧气作氧 化剂，将一价铜氧化成二价铜，故又称氧气法。 二段法——则需用两个反应器，即羰基化反应与钯氧化反应在羰基化反应器中进行， 而含一价铜的催化剂溶液需移到另一个氧化反应器内，在加压下用空气将其氧化成二价铜， 故又称为空气法。
第三章
碳二系列典型产品
第二节乙醛氧化制醋酸生产技术 12
醋酸(acetic acid,HAc)
1.基本性质P89 2.深加工系列产品及其用途
醋酸是一种重要的有机化工原料，在有机酸中产量最大。醋酸的最大用途是生产醋 酸乙烯，其次是用于生产醋酸纤维素、醋酐、醋酸酯，并可用作对二甲苯生产对苯二甲酸 的溶剂。此外，纺织、涂料、医药、农药、照相试剂、染料、食品、粘结剂、化妆品、皮 革等行业的生产都离不开醋酸。醋酸深加工系列产品及其用途见表3-3 P90
第三章
碳二系列典型产品
第一节
一、反应原理
乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
3
3.反应机理和动力学分析：P84
乙烯液相催化氧化制乙醛的三步基本反应中，乙烯的羰基化反应速度最慢， 是反应的控制步骤。对于乙烯的羰基化反应机理和动力学，人们已进行了许多研 究工作，并获得了较一致的结果。 目前一致公认的烯烃羰基化反应机理是——通过形成中间络合物进行的。因 此，乙烯液相催化氧化生产乙醛的反应是一种典型的络合（配位）反应实例。 由以上机理分析和反应动力学方程式可知： 乙烯羰化反应速率——与络离子PdCl42- 浓度和乙烯浓度成正比； ——与氢离子浓度和氯离子浓度的平方成反比； ——而与氯化铜和氧气的浓度无关。

第三章 碳二系列产品10.8

第三章 碳二系列产品
目前，乙烯的产量在各种有机 产品中居首位。
乙烯是烯烃中最简单的化合物， 由于它具有极其活泼的双键结构， 因而其反应能力很强，且成本低、 纯度高、易于加工利用，所以是 有机化工中最重要的基本原料。
• 通过乙烯的聚合、氧化、卤化、烷Байду номын сангаас 化、水合、羰基化、齐聚等反应的实 现，可以得到一系列极有价值的乙烯 衍生物，如环氧乙烷、乙二醇、乙醛、 醋酸、醋酸乙烯、乙苯、聚乙烯等， 由乙烯出发还可生产溶剂、表面活性 剂、增塑剂、合成洗涤剂、农药、医 药等。
• 就用途而言，乙烯最大的消费是塑料 工业，其中尤以聚乙烯所需乙烯量最 大， • 乙烯的其它消费依次为环氧乙烷、乙 苯、乙醛、乙醇，还有醋酸乙烯、α烯烃、卤代烷等。
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气在催化剂溶液中的溶解度，加快氧化反应速率，提高生产能力。
（２）但是，由于乙烯氧化生产乙醛是一个热效应较大的反应，反应热的移除
是利用产物乙醛和催化剂溶液中水的蒸发来实现的，所以催化剂溶液是处
于沸腾状态操作的，反应压力也就根据所选定的温度而自然确定。
（３）当反应温度为393～403K时，反应器操作压力(表)为0.3～0.38MPa。压力
乙醛、醋酸、醋酸乙烯酯、氯乙烯、环氧乙烷及乙二醇等有机化工 产品的生产工艺技术。
第三章 碳二系列典型产品
2
第一节 乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
序言：P81-82
（1）乙醛的基本性质 （2）乙醛深加工系列产品及其用途（表3－2） （3）乙醛的工业生产方法： ① 乙炔水合法； ② 乙醇氧化或脱氢法；
副产品虽然种类繁多，但它们的量甚少，一般除一氯乙醛外，均无分离回
收价值。通常将气体副产物通入火炬焚烧，液体副产物作生化处理后排放。
第三章 碳二系列典型产品
3
第一节 乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
一、反应原理
3.反应机理和动力学分析：P84 乙烯液相催化氧化制乙醛的三步基本反应中，乙烯的羰基化反应速度最慢，
催化剂溶液中的溶解度随温度升高而减小，又对反应速率产生不利影响。 （３）对于金属钯的氧化而言，温度高，可以提高Pd2+的平衡浓度，使催化剂溶液中浓度增加，
有利于加速羰化反应速率。
（４）就氯化亚铜的氧化而言，温度升高可增大反应速率常数，但氧气的溶解度却随之降低。
综合以上分析可知：
温度对反应速率产生的影响，需视两个相反效应何者占优势而言。在温度不
③ 乙烯直接氧化法（本节重点学习“乙烯法”）
一、反应原理：在一定条件下，乙烯和氧气（或空气）直接氧化制乙醛。该法于1959年实现工
业化，由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和、选择性好、收率高、工艺流程简单及三
废处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现已成为许多国家生产乙醛的主要方法。
太高时，反应速率随温度升高而加快，但随着温度的升高，有利于因素的优势逐
渐减小，而不利因素的影响逐渐显著。且反应温度高，副反应反应温度。
工业生产上一般控制在393～403K。
第三章 碳二系列典型产品
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第一节 乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
二、工艺条件
2.反应压力 （１）乙烯络合催化氧化生产乙醛是一个气液相反应，增加压力有利于乙烯和氧
③ 氧化度：氧化度——指在总铜中Cu2+所占比例，即[Cu2+]／｛［Cu2+］+［Cu+］｝。
工业生产中一般控制氧化度为0.5~0.7。
④ pH ：乙烯的氧化速率与H+浓度成反比，所以催化剂溶液的酸度不宜过高，但又必须保持一定
的酸度，否则会形成碱式铜盐［Cu（OH）2·Cu（OH）Cl·xH2O］沉淀以及草酸铜［Cu（COO） 2］
沉淀。这些沉淀的形成会降低催化剂溶液中的铜含量，使催化剂溶液的活性大大降低。 工业生产中一般控制pH值在0.8~1.3范围内。
第三章 碳二系列典型产品
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第一节 乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
二、工艺条件
1.反应温度
（１）乙烯液相氧化生产乙醛在热力学上是很有利的，温度主要影响反应速率和选择性。
（２）从动力学方程可知，升高温度，反应速率常数k值增大，有利于加快反应速率，但乙烯在
是反应的控制步骤。对于乙烯的羰基化反应机理和动力学，人们已进行了许多研 究工作，并获得了较一致的结果。
目前一致公认的烯烃羰基化反应机理是——通过形成中间络合物进行的。因 此，乙烯液相催化氧化生产乙醛的反应是一种典型的络合（配位）反应实例。
由以上机理分析和反应动力学方程式可知： 乙烯羰化反应速率——与络离子PdCl42- 浓度和乙烯浓度成正比；
生成的低价铜复氧化为高价铜，以保持催化剂溶液中有一定浓度的Cu2+。
要使乙烯液相催化氧化生产乙醛的反应能以一定速率稳定地进行，控制催化剂溶液的组成是关键。
虽然乙烯的氧化速率主要取决于羰化反应的速率，但催化剂的活性是否能保持稳定，则要受到金属钯 （Pd°）氧化反应的热力学条件限制，同时还受到亚铜离子（Cu+）氧化反应速率的影响。要满足其 热力学和动力学稳定条件，除了与反应条件有关外，也与催化剂溶液的组成密切相关。
——与氢离子浓度和氯离子浓度的平方成反比； ——而与氯化铜和氧气的浓度无关。
第三章 碳二系列典型产品
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第一节 乙烯络合催化氧化制乙醛生产技术
一、反应原理
4.催化剂溶液组成及其对反应的影响 P84-85
反应中氯化钯是催化剂，氯化铜实质上是氧化剂（共催化剂），没有氯化铜的存在就
不能构成此催化过程。但氧的存在也是必要的，要使反应能连续稳定地进行，必须将还原
第三章 碳二系列典型产品
1
本章学习目的要求
掌握碳二系列产品生产的反应原理、工艺条件和工艺流程；
理解碳二系列典型产品生产装置工艺设备防腐及安全等特性要求；
了解有关碳二系列产品生产的反应机理、催化剂和动力学分析等。
1.碳二的含义：含有两个碳原子的化合物，如乙烷、乙烯、乙炔 、乙
醇、乙醛、乙酸等。
2.乙烷、乙烯和乙炔的基本特性及工业应用 P80-81 3.本章主要学习内容：
工业生产中对催化剂溶液的控制指标主要有：钯含量、总铜含量、氧化度和pH。
① 钯含量：工业生产上一般控制0.25～0.45kg钯/m3溶液。
② 总铜含量：总铜含量是指Cu2+和Cu+总和。Cu2+是Pd°的氧化剂，为了能使Pd°的氧化有效地
进行，保证催化剂溶液中不致析出金属钯，溶液中需有过量的Cu2+存在。 工业生产中一般控制总铜含量为60~70kg/m3溶液。
增加，反应温度也必然相应提高，总的效果未必有利。且反应压力的增加
还受到反应设备防腐材料、耐热性能及反应副产物生成量增加等因素制约。
1.主反应：P83 （1）主反应式：以乙烯和氧气（或空气）为原料，在由氯化钯、氯化铜、盐酸组成的催化剂水溶液中，
进行液相氧化生产乙醛。
（2）三个基本反应过程：① 乙烯的羰基化反应（控制步骤）；② 金属钯的再氧化反应；
2.副反应：
③ 氯化亚铜的氧化反应
① 平行副反应：主要生成氯乙烷、氯乙醇等副产物；
② 连串副反应：主要生成氯代乙醛、醋酸、氯代醋酸、丁烯醛、草酸及深度氧化产物等。