乙烯教學(xué)資料PPT

1、 現(xiàn)代化工導(dǎo)論現(xiàn)代化工導(dǎo)論 乙烯（ethylene） 一.分子結(jié)構(gòu) 二.理化性質(zhì) 三.合成方法 四.存儲方法 五.主要用途 六.乙烯工業(yè) 2021-5-9 分子式分子式 電子式電子式 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式 一、乙烯的結(jié)構(gòu)：一、乙烯的結(jié)構(gòu)： c2h4 c=c h h h h ch2 = ch2 平面型平面型-6-6個原子在同一平面上個原子在同一平面上，鍵角鍵角120120 c ： c ： ： ： h h h h ： 空間構(gòu)型空間構(gòu)型: 二二.乙烯的理化性質(zhì)乙烯的理化性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 乙烯（ethylene）最簡單的烯烴，少量存 在于植物體內(nèi)，是植物的一種代謝產(chǎn)物， 能使植物生長減慢，

2、促進葉落和果實成熟。 無色易燃氣體。熔點169，沸點 103.7。幾乎不溶于水，難溶于乙醇，易 溶于乙醚和丙酮。 （1） 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 燃燒燃燒 火焰明亮，少量黑煙火焰明亮，少量黑煙 ch2=ch2 + 3o2 2co2 + 2h2o 點燃點燃 將乙烯通入酸性將乙烯通入酸性kmno4溶液中：溶液中： 現(xiàn)象：現(xiàn)象：紫紅色褪去紫紅色褪去 被被kmno4氧化氧化 kmno4 + h2so4+ c2h4 mnso4 + k2so4 + co2 + h2o 規(guī)律：含碳量越高，黑煙越大。規(guī)律：含碳量越高，黑煙越大。 鑒別乙烯和甲烷鑒別乙烯和甲烷 2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) （2）加成反應(yīng)）加成反應(yīng) 將乙烯通

3、入溴水，將乙烯通入溴水，顏色褪去顏色褪去 br h hc h ch br + br br 1, 2二溴乙烷二溴乙烷 ，無色液體，無色液體 反應(yīng)實質(zhì)反應(yīng)實質(zhì)： c=c斷開一個，斷開一個，2個個br分別直接與分別直接與 2個價鍵不飽和的個價鍵不飽和的c結(jié)合結(jié)合 cchh hh cchh hh 加成反應(yīng)：加成反應(yīng)： 有機分子中不飽和的碳原子與其他原子 或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。 乙烯還可以與水、氫氣、鹵化氫、氯氣 等在一定條件下反應(yīng)。 ch2=ch2 + hh ch3ch3 （3）加聚反應(yīng)）加聚反應(yīng) b.b.聚乙烯無固定熔沸點，為混合物。聚乙烯無固定熔沸點，為混合物。 說明說明：a.a.

4、相關(guān)概念相關(guān)概念： n n ch2=ch2 -ch2-ch2-n 催化劑催化劑 單體單體高分子化合物高分子化合物 聚合反應(yīng)：聚合反應(yīng)： 由相對分子質(zhì)量小的化合物分子由相對分子質(zhì)量小的化合物分子 互相結(jié)合成相對分子量大的高分子化合物互相結(jié)合成相對分子量大的高分子化合物 的反應(yīng)叫做的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)。 不飽和分子發(fā)生的聚合反應(yīng)同時也 是加成反應(yīng)所以又稱為加成聚合反應(yīng)，簡稱 加聚反應(yīng)。 c c、聚乙烯、聚氯乙烯等白色塑料廢棄物，、聚乙烯、聚氯乙烯等白色塑料廢棄物， 微生物不能降解，是白色污染物。微生物不能降解，是白色污染物。 現(xiàn)在用可降解塑料現(xiàn)在用可降解塑料聚乳酸聚乳酸來代替，它可來代替，它

5、可 以被乳酸菌分解為無毒物質(zhì)。以被乳酸菌分解為無毒物質(zhì)。 a.實驗室制法 b.工業(yè)制法 三三.乙烯的合成方法乙烯的合成方法 a.實驗室制法實驗室制法 消去反應(yīng)：消去反應(yīng)： b.工業(yè)上的幾種制法工業(yè)上的幾種制法 1 石油制乙烯石油制乙烯 2 煤制烯烴煤制烯烴 甲醇制乙烯甲醇制乙烯 3.甜高粱制乙烯甜高粱制乙烯 乙烯原料的來源：乙烯原料的來源： 采用裂解法生產(chǎn)乙烯的原料，主要來源采用裂解法生產(chǎn)乙烯的原料，主要來源 于原油直接蒸餾產(chǎn)物、餾分油二次加工，于原油直接蒸餾產(chǎn)物、餾分油二次加工， 以及天然氣和油田氣等。以原油直接蒸餾以及天然氣和油田氣等。以原油直接蒸餾 得到的乙烯原料，主要是直餾石腦油（輕得

6、到的乙烯原料，主要是直餾石腦油（輕 油）、直餾輕柴油、直餾減壓柴油；還有油）、直餾輕柴油、直餾減壓柴油；還有 烯烴生產(chǎn)、芳烴生產(chǎn)的副產(chǎn)乙烷、丙烷、烯烴生產(chǎn)、芳烴生產(chǎn)的副產(chǎn)乙烷、丙烷、 丁烷、芳烴抽余油等，以及油田輕烴和天丁烷、芳烴抽余油等，以及油田輕烴和天 然氣凝析液等。然氣凝析液等。 1.石油制乙烯: 乙烯是石油化工的基本有機原料，約有乙烯是石油化工的基本有機原料，約有 75%的石油化工產(chǎn)品由乙烯生產(chǎn)，它主要的石油化工產(chǎn)品由乙烯生產(chǎn)，它主要 用來生產(chǎn)聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷用來生產(chǎn)聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷/乙乙 二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙 醇

7、、醋酸乙烯等多種重要的有機化工產(chǎn)品，醇、醋酸乙烯等多種重要的有機化工產(chǎn)品， 實際上，實際上，乙烯產(chǎn)量已成為衡量一個國家石乙烯產(chǎn)量已成為衡量一個國家石 油化工工業(yè)發(fā)展水平的標志油化工工業(yè)發(fā)展水平的標志。 石腦油： 乙烯直接來源于石腦油的裂解。 石腦油又稱為輕油，可以作為石化原 料。過去多指沸點高于汽油而低于煤油之 餾份；但沸點較此為低或較此為高者，也 常稱為石腦油。 石腦油是一種輕質(zhì)油品， 指易揮發(fā)的石油產(chǎn)品。 石腦油由原油蒸餾或石油二次加工切取相 應(yīng)餾分而得。其沸點范圍依需要而定，通 常為較寬的餾程，如30-220。 石腦油是管式爐裂解制取乙烯，丙烯，催 化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。

8、 作為裂解原料，要求石腦油組成中烷烴和 環(huán)烷烴的含量不低于70%（體積）；作為 催化重整原料用于生產(chǎn)高辛烷值汽油組分 時，進料為寬餾分，沸點范圍一般為80- 180，用于生產(chǎn)芳烴時，進料為窄餾分， 沸點范圍為60-165。國外常用的輕質(zhì)直 餾石腦油沸程為0-100，重質(zhì)直餾石腦油 沸程為100-200；催化裂化石腦油有 105，105-160及 160-200的輕、中、 重質(zhì)三種。 乙烯裝置的主要實現(xiàn)方法 我們通常所說的乙烯裝置，主要包括我們通常所說的乙烯裝置，主要包括 管式爐裂解管式爐裂解和和深冷分離深冷分離。 管式爐裂解 管式裂解爐是其核心設(shè)備 深冷分離過程組成 凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng)精餾分離系

9、統(tǒng)精餾分離系統(tǒng) 壓縮和壓縮和 制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng) 深冷分離: 裂解氣分離的重要方法之一，因過程裂解氣分離的重要方法之一，因過程 采用了采用了-100以下的低溫冷凍系統(tǒng)，所以以下的低溫冷凍系統(tǒng)，所以 稱深冷。原理是利用裂解氣中各種烴的相稱深冷。原理是利用裂解氣中各種烴的相 對揮發(fā)度不同，在低溫下把氫氣以外的烴對揮發(fā)度不同，在低溫下把氫氣以外的烴 類都冷凝下來類都冷凝下來,然后在精餾塔內(nèi)進行多組分然后在精餾塔內(nèi)進行多組分 精餾分離精餾分離,因此這一方法實質(zhì)是冷凝精餾過因此這一方法實質(zhì)是冷凝精餾過 程。程。 2.煤制烯烴 全球首個煤制全球首個煤制 烯烴工業(yè)化裝置工烯烴工業(yè)化裝置工 程程-神華集團煤制油

10、神華集團煤制油 有限公司的煤制烯有限公司的煤制烯 烴項目于烴項目于2005年年10 月月28日舉行了奠基日舉行了奠基 儀式。儀式。 神華包頭煤制烯烴示范工 程 煤制烯烴包括煤制烯烴包括煤氣化煤氣化、合成氣凈合成氣凈 化化、甲醇合成甲醇合成及及甲醇制烯烴甲醇制烯烴四項核心四項核心 技術(shù)。技術(shù)。 a、煤氣化 煤炭氣化：煤炭氣化： 是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓 力下使煤中有機質(zhì)與氣化劑（如蒸汽力下使煤中有機質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或空氣或 氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn) 化為含有化為含有co、h2、ch4等可燃

11、氣體和等可燃氣體和co2、 n2等非可燃氣體的過程。等非可燃氣體的過程。 煤炭氣化裝置：煤炭氣化裝置： b.合成氣凈化 合成氣凈化就是制甲烷的原料氣（合成氣凈化就是制甲烷的原料氣（h2、 co、co2），除去），除去h2s、煙塵微粒的過程。、煙塵微粒的過程。 c.甲醇合成甲醇合成 232cohch oh 22323cohch ohh o 副反應(yīng)：副反應(yīng)： 233224cohch ochh o 225224cohc h ohh o 2423cohchh o 22cohhcooh 332hcoohch ohhcoochh o d.甲醇制烯烴甲醇制烯烴 甲醇制烯烴是指以煤或天然氣合成的甲甲醇制烯烴是

12、指以煤或天然氣合成的甲 醇為原料，借助類似催化裂化裝置的流化醇為原料，借助類似催化裂化裝置的流化 床反應(yīng)形式，生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)。床反應(yīng)形式，生產(chǎn)低碳烯烴的化工技術(shù)。 3.甜高粱制乙烯甜高粱制乙烯 因甜高粱莖稈含有豐富的糖份，為制取因甜高粱莖稈含有豐富的糖份，為制取 燃料乙醇提供了得天獨厚的原料。他們采燃料乙醇提供了得天獨厚的原料。他們采 用固體連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)蒸酒生產(chǎn)乙醇工藝，用固體連續(xù)發(fā)酵、連續(xù)蒸酒生產(chǎn)乙醇工藝， 主要經(jīng)粉碎、進料、發(fā)酵、出料、蒸酒、主要經(jīng)粉碎、進料、發(fā)酵、出料、蒸酒、 脫水等工序，最終制得燃料乙醇。生物質(zhì)脫水等工序，最終制得燃料乙醇。生物質(zhì) 乙烯是利用甜高梁生產(chǎn)乙醇，然

13、后通過脫乙烯是利用甜高梁生產(chǎn)乙醇，然后通過脫 水制造乙烯，工業(yè)上采用的催化劑為水制造乙烯，工業(yè)上采用的催化劑為- al2o3或或zsm分子篩，反應(yīng)溫度為分子篩，反應(yīng)溫度為 360420，一般采用外加熱多管式固體，一般采用外加熱多管式固體 床反應(yīng)器，乙醇可接近全部轉(zhuǎn)化，乙烯收床反應(yīng)器，乙醇可接近全部轉(zhuǎn)化，乙烯收 率為率為95%左右，從而達到節(jié)省原油的目的。左右，從而達到節(jié)省原油的目的。 工人收割甜高粱秸稈工人收割甜高粱秸稈甜高粱制乙醇裝置甜高粱制乙醇裝置 四四.乙烯的存儲乙烯的存儲 存儲于陰涼、通風(fēng)的庫房，遠離火種、熱存儲于陰涼、通風(fēng)的庫房，遠離火種、熱 源；源； 應(yīng)與氧化劑、鹵素分開存放，切忌

14、混儲；應(yīng)與氧化劑、鹵素分開存放，切忌混儲； 采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施；采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施； 禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具；禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具； 儲區(qū)應(yīng)備有泄露應(yīng)急處理設(shè)備。儲區(qū)應(yīng)備有泄露應(yīng)急處理設(shè)備。 乙烯的存放一般有兩種方法：乙烯的存放一般有兩種方法： 低溫儲罐低溫儲罐 一般是用壓縮機來制冷。一般是用壓縮機來制冷。 優(yōu)點優(yōu)點：存儲量比較大；但是每次使用都：存儲量比較大；但是每次使用都 要先加熱氣化，對鋼材的要求比較高。要先加熱氣化，對鋼材的要求比較高。 常溫球罐儲存常溫球罐儲存 五五.乙烯的主要用途乙烯的主要用途 (1) (1) 有機化工原料有機化工原料, ,用于

15、制造合成橡膠、合用于制造合成橡膠、合 成樹脂成樹脂(如聚苯乙烯、聚氯乙烯如聚苯乙烯、聚氯乙烯) 、合成纖維、炸藥、乙醇、乙醛、醋酸、合成纖維、炸藥、乙醇、乙醛、醋酸、 環(huán)氧乙烷等有機合成產(chǎn)品環(huán)氧乙烷等有機合成產(chǎn)品 聚氯乙烯粒 聚氯乙烯管件 (2) 植物生長調(diào)節(jié)劑，催熟劑 六六.乙烯工業(yè)乙烯工業(yè) 乙烯工業(yè)是以石油為原料，生產(chǎn)三大合乙烯工業(yè)是以石油為原料，生產(chǎn)三大合 成材料及有機化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原材料工業(yè)，成材料及有機化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原材料工業(yè)， 其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟、人民生活、其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟、人民生活、 國防科技等領(lǐng)域。在黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)國防科技等領(lǐng)域。在黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo) 下，我國

16、乙烯工業(yè)取得了快速發(fā)展，已成下，我國乙烯工業(yè)取得了快速發(fā)展，已成 為國民經(jīng)濟重要產(chǎn)業(yè)，帶動了精細化工、為國民經(jīng)濟重要產(chǎn)業(yè)，帶動了精細化工、 輕工紡織、汽車制造、機械電子、建材工輕工紡織、汽車制造、機械電子、建材工 業(yè)以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在經(jīng)濟社會眾多業(yè)以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在經(jīng)濟社會眾多 領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用。領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用。 1.中國乙烯工業(yè)的發(fā)展中國乙烯工業(yè)的發(fā)展 隨著中國乙烯工業(yè)的發(fā)展，供需平衡關(guān)隨著中國乙烯工業(yè)的發(fā)展，供需平衡關(guān) 系將逐步得到改善，市場競爭則更加激烈。系將逐步得到改善，市場競爭則更加激烈。 面對以市場國際化、資源國際化、技術(shù)與面對以市場國際化、資源國際化、技術(shù)與 人才國

17、際化、資本國際化為主要特征的經(jīng)人才國際化、資本國際化為主要特征的經(jīng) 濟全球化大趨勢，市場占有率主要取決于濟全球化大趨勢，市場占有率主要取決于 產(chǎn)品品種、質(zhì)量和成本。因此，每個乙烯產(chǎn)品品種、質(zhì)量和成本。因此，每個乙烯 廠應(yīng)有各自的特色，形成自身的強勢，如廠應(yīng)有各自的特色，形成自身的強勢，如 果只是簡單地重復(fù)建設(shè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雷同，果只是簡單地重復(fù)建設(shè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雷同， 則難以形成競爭優(yōu)勢。則難以形成競爭優(yōu)勢。 中國乙烯存在巨大的市場缺口和消費增中國乙烯存在巨大的市場缺口和消費增 長空間，國產(chǎn)乙烯的市場占有率一直較低。長空間，國產(chǎn)乙烯的市場占有率一直較低。 為緩解國內(nèi)乙烯供應(yīng)緊張，滿足國內(nèi)經(jīng)濟為緩解國內(nèi)

18、乙烯供應(yīng)緊張，滿足國內(nèi)經(jīng)濟 發(fā)展需求，雖然中國石油、中國石化和中發(fā)展需求，雖然中國石油、中國石化和中 海油加快實施乙烯擴能計劃，但中國乙烯海油加快實施乙烯擴能計劃，但中國乙烯 當量消費供需仍將存在缺口。從整體情況當量消費供需仍將存在缺口。從整體情況 看，中國乙烯工業(yè)還有較大的發(fā)展空間。看，中國乙烯工業(yè)還有較大的發(fā)展空間。 我國未來乙烯需求預(yù)測 2.我國乙烯工業(yè)面臨的問題我國乙烯工業(yè)面臨的問題 總量不足和結(jié)構(gòu)性矛盾并存。雖然乙烯總量不足和結(jié)構(gòu)性矛盾并存。雖然乙烯 工業(yè)發(fā)展較快，但遠不能滿足經(jīng)濟社會快工業(yè)發(fā)展較快，但遠不能滿足經(jīng)濟社會快 速發(fā)展的要求，不僅乙烯自給率不斷下降，速發(fā)展的要求，不僅乙烯自給率不斷下降， 而且產(chǎn)品檔次低、品種牌號少。而且產(chǎn)品檔次低、品種牌號少。 我國乙烯裝置的布局受計劃經(jīng)濟我國乙烯裝置的布局受計劃經(jīng)濟 時代建設(shè)的影響時代建設(shè)的影響, 以各大公司和省、市以各大公司和省、市 為中心為中心, 各自建設(shè)乙烯裝置各自建設(shè)乙烯裝置, 造成我國造成我國 乙烯工業(yè)星羅