有机化工工艺学
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有机化⼯⼯艺学有机化⼯⼯艺学第⼀章烃类热裂解⼯业上获得低级烯烃(⼄烯、丙烯、丁烯等)的主要⽅法:烃类热裂解原料:⽯油系烃类原料:天然⽓、炼⼚⽓、轻油、柴油、重油等低分⼦烷烃:⼄烷、丙烷主要产品:三烯:⼄烯、丙烯、丁⼆烯三苯:苯、甲苯、⼆甲苯第⼀节热裂解过程的化学反应与反应机理⼀次反应是指原料烃在裂解过程中⾸先发⽣的原料烃的裂解反应。
⽣成⽬的产物⼄烯、丙烯的反应属于⼀次反应,促使其充分进⾏。
⼆次反应则是指⼀次反应产物继续发⽣的后继反应。
⼄烯、丙烯消失,⽣成分⼦量较⼤的液体产物以⾄结焦⽣炭的反应,千⽅百计抑制其进⾏⼀、烃类热裂解的⼀次反应(⼀)烷烃热裂解1、主要反应1)脱氢反应2)断链反应2、脱氢和断链难易的判断1.相同烷烃断链⽐脱氢容易2.碳链越长越易裂解3.叔氢>仲氢>伯氢4.带⽀链的烃容易裂解或脱氢3、烷烃热裂解的规律1)断链和脱氢均为热效应很⼤的吸热反应,脱氢⽐断链所需热量更多2)断链是不可逆过程,脱氢是可逆过程3)在分⼦两端断链的优势⼤4)⼄烷不发⽣断链反应,只发⽣脱氢反应⽣成⼄烯,甲烷在⼀般裂解温度下不发⽣变化主要产物:氢、甲烷、⼄烯、丙烯、C4烯烃(⼆)环烷烃热裂解1)断链 2)脱氢 3)带侧链的环烷烃2、反应规律侧链烷基断裂⽐开环容易脱氢⽣成芳烃优于开环⽣成烯烃五环⽐六环烷烃难裂解主要产物:单环烷烃⽣成:⼄烯、丁⼆烯、单环芳烃多环烷烃⽣成:C4以上烯烃、单环芳烃(三)芳⾹烃热裂解,⼀般不易芳环开裂1)脱氢缩合2)断侧链3)脱氢(四)烯烃热裂解断链、脱氢、芳构化等主要产物:⼄烯、丙烯、丁⼆烯;环烯烃特点:烯烃在热裂解过程中⽣成⼩分⼦烯烃的裂解是不希望发⽣的,需要控制。
(五)各族烃类的热裂解反应规律1)正构烷烃在各族烃中最利于⼄烯、丙烯的⽣成。
2)环烷烃⽣成芳烃的反应优于⽣成单烯烃的反应。
3)⽆烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃,有烷基的芳烃,主要是烷基发⽣断碳键和脱氢反应,有结焦的倾向4)⼤分⼦烯烃裂解为⼄烯和丙烯正构烷烃>异构烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃⼆、烃类热裂解的⼆次反应1、烯烃的裂解2、烯烃的聚合、环化和缩合3、烯烃的加氢和脱氢4、烃分解⽣成碳裂解过程的结焦⽣碳反应:1200K以上经过炔烃中间阶段⽽⽣碳;1200K以下经过芳烃中间阶段⽽结焦。
基本有机化工工艺学Ch1.化工工艺学1化工工艺学?研究如何将原料转化为产物的一门学科2 工艺?由原料生成产物的过程3 天然气?以甲烷为主要气体的燃气4 .天然气的利用主要有三条途径?转化氧化裂解5 石油加工的主要途径?蒸馏、催化裂解、加氢精制、焦化、催化重整、脱蜡、溶剂抽提6 炼厂气炼油厂所有产物的气体统称7 辛烷值正庚烷的辛烷值为零,异庚烷的辛烷值为100,指异庚烷所占的百分比8 有机化工的主要原料三烯(乙烯、丙烯、丁二烯),三苯(苯、甲苯、二甲苯),一萘(萘),一炔(乙炔)Ch2.烃类热裂解1烃类热裂解与催化裂解的区别有无催化剂,温度高低,原料的选择面2热裂解的主要反应断裂和脱氢,环烷化和芳构化,异构化,聚合和缩合3裂解深度的几种表示方法转化率,出口温度,乙烯收率,动力学深度函数4温度、时间、压力的影响温度—停留时间效应(1).裂解温度与停留时间是相互依赖,相互制约的。
没有高温,停留时间无论怎样变化都不能提高乙烯的收率。
同样,如果没有适当的停留时间,温度再高也不能有好的收率。
(2).缩短停留时间,便可以允许提高温度。
压力(1).从压力平衡分析从热力学分析,烃类裂解(一次反应)是分子增多的反应,而二次反应是分子减少的反应,降压有利。
(2).从动力学分析一是减压操作二是采用惰性气体作稀释剂,降低分压(3).稀释剂的降压作用要求:具有稳定性→(热稳定、化学稳定),要易分离5水蒸气作稀释剂的优点易得、热容大;易分离;清焦作用6 SRT型炉的演变过程反应初期要解决传热问题,采用多股小管径增加传热面积;反应后期多股变成一股,采用粗管径堵塞的可能,使物料在炉内流动先慢后快,停留时间先长后短。
7如何判别清焦进口压力是否增加;乙烯含量是否增加;炉管上光亮点的大小8间接急冷工业解决结焦的方法.能量回收的途径方法:控制停留时间;控制出口温度高于裂解气的入口温度途径:高温裂解气;热油;烟道气9酸性气体的脱除酸性气体指CO2、H2S及少量有机硫化物。
有机化工工艺学课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握有机化工工艺学的基本概念、原理和工艺流程,培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解有机化工的基本概念和分类;(2)掌握有机化工原料的选择和工艺流程的设计;(3)熟悉有机化工产品的性质和应用。
2.技能目标:(1)能够运用所学知识分析和解决有机化工生产过程中遇到的问题;(2)具备有机化工工艺流程的设计和优化能力;(3)学会使用相关设备和仪器进行有机化工实验操作。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对有机化工行业的兴趣和热情;(2)增强学生对安全生产和环保的意识;(3)培养学生团队协作和创新精神。
二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容主要包括以下几个方面:1.有机化工的基本概念和分类;2.有机化工原料的选择和工艺流程的设计;3.有机化工产品的性质和应用;4.有机化工实验操作技术和安全注意事项。
教学大纲安排如下:第一课时:有机化工的基本概念和分类;第二课时:有机化工原料的选择和工艺流程的设计;第三课时:有机化工产品的性质和应用;第四课时:有机化工实验操作技术和安全注意事项。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,采用以下教学方法:1.讲授法:讲解有机化工的基本概念、原理和工艺流程;2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解有机化工在实际生产中的应用;3.实验法:指导学生进行有机化工实验操作,培养学生的实践能力;4.讨论法:学生进行小组讨论,引导学生主动思考和解决问题。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,准备以下教学资源:1.教材:有机化工工艺学教材;2.参考书:有机化工相关领域的著作;3.多媒体资料:有机化工生产过程的图片、视频等;4.实验设备:有机化工实验所需的仪器和设备。
教学资源将丰富学生的学习体验,帮助学生更好地理解和掌握有机化工工艺学知识。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,评估学生的学习态度和积极性。