第一章基本有機化學(xué)工業(yè)的原料

1、第一章第一章 基本有機化學(xué)工業(yè)的原料基本有機化學(xué)工業(yè)的原料第一節(jié)煤及其化工利用第一節(jié)煤及其化工利用l 煤炭煤炭l 一、煤的干餾一、煤的干餾l 二、煤的氣化與液化二、煤的氣化與液化l 三、煤生產(chǎn)電石三、煤生產(chǎn)電石第二節(jié)天然氣的化工利用第二節(jié)天然氣的化工利用 l 一、天然氣的分類和組成一、天然氣的分類和組成l 二、天然氣的初步加工二、天然氣的初步加工 l 三、天然氣的分離與凈化三、天然氣的分離與凈化l 四、天然氣的化工利用四、天然氣的化工利用 第三節(jié)石油及其化工利用第三節(jié)石油及其化工利用l 一、石油的性質(zhì)、組成和分類一、石油的性質(zhì)、組成和分類 l 二、原油加工過程二、原油加工過程l 1預(yù)處理預(yù)處理

2、l 2.原油的精餾原油的精餾l 3.催化裂化催化裂化l 4.加氫裂化加氫裂化l 5.催化重整催化重整l 6.延遲焦化延遲焦化 第四節(jié)生物質(zhì)及其化工利用第四節(jié)生物質(zhì)及其化工利用 l 一、生物質(zhì)為原料的特點一、生物質(zhì)為原料的特點 l 二、生物質(zhì)的化工利用二、生物質(zhì)的化工利用 2課時2課時3課時1課時121223132777881基本有機化學(xué)工業(yè)基本有機化學(xué)工業(yè)l基本有機化學(xué)工業(yè)的簡稱，也稱基本有機合成工業(yè)，是以石油、天然氣、煤等為基礎(chǔ)原料，主要生產(chǎn)各種有機原料的工業(yè)。第一節(jié) 煤及其化工利用 煤炭煤炭一、煤的干餾一、煤的干餾二、煤的氣化與液化二、煤的氣化與液化三、煤生產(chǎn)電石三、煤生產(chǎn)電石煤的種類和特

3、征煤的種類和特征 特征特征種類種類成煤成煤植物植物顏色顏色光澤光澤水水分分硬度硬度熱值熱值MJ/kgMJ/kg用用火火柴柴燃燃燒燒有機有機物的物的氫含氫含量量低溫焦低溫焦油產(chǎn)率油產(chǎn)率腐腐植植煤煤泥炭泥炭高等高等植物植物棕褐色棕褐色無光澤無光澤多多很低很低不不燃燃燒燒一般一般W6%W6%20%6%,W6%,可達可達11.5%11.5%25%25%膠泥煤膠泥煤油頁巖油頁巖l無煙煤不是煤化程度最深的煤種，可轉(zhuǎn)化為石墨無煙煤不是煤化程度最深的煤種，可轉(zhuǎn)化為石墨l煤的分子結(jié)構(gòu)隨煤化程度的加深愈加復(fù)雜煤的分子結(jié)構(gòu)隨煤化程度的加深愈加復(fù)雜l做為原料制取芳烴、稠環(huán)和雜環(huán)等類化合物，比做為原料制取芳烴、稠環(huán)和雜

4、環(huán)等類化合物，比石油方便石油方便注注 意：意： 中國煤炭資源比石油和天然氣豐富。中國煤炭資源比石油和天然氣豐富。 在在20世紀世紀50年代前，煤炭曾是制取有機化學(xué)品的主要資源。年代前，煤炭曾是制取有機化學(xué)品的主要資源。 有機化學(xué)工業(yè)是以煤電石乙炔為基礎(chǔ)建立起來的有機化學(xué)工業(yè)是以煤電石乙炔為基礎(chǔ)建立起來的。 20世紀世紀50年代后，逐漸被石油和天然氣取代。年代后，逐漸被石油和天然氣取代。有機化學(xué)工業(yè)主要由石油和天然氣為原料制得。有機化學(xué)工業(yè)主要由石油和天然氣為原料制得。 隨著石油資源的日益枯竭，隨著石油資源的日益枯竭，煤化工和天然氣化工將會取代石油化工，煤化工和天然氣化工將會取代石油化工，或為獲

5、或為獲取有機化學(xué)品的主要來源，有機化學(xué)工業(yè)也會發(fā)生質(zhì)的飛躍。取有機化學(xué)品的主要來源，有機化學(xué)工業(yè)也會發(fā)生質(zhì)的飛躍?；瘜W(xué)組成：化學(xué)組成：C、H、O、N、S（少量）（少量）l分子結(jié)構(gòu)隨煤化程度加深而愈加復(fù)雜。分子結(jié)構(gòu)隨煤化程度加深而愈加復(fù)雜。 表表1-1 煤的主要元素組成（質(zhì)量分數(shù)）煤的主要元素組成（質(zhì)量分數(shù)） 種類種類組成組成泥炭泥炭褐煤褐煤煙煤煙煤無煙煤無煙煤W（）W（）W（）煤的分子結(jié)構(gòu)以芳核為主，配以烷基側(cè)鏈和含氧，含氮，含硫基團，煤的分子結(jié)構(gòu)以芳核為主，配以烷基側(cè)鏈和含氧，含氮，含硫基團，近似組成為近似組成為(C135H97O9NS)mO低揮發(fā)煙煤褐煤O HC H2C H O HCH2C

6、OOCH2CC H2OHOH3C OOH2COC H O HC HC O O HO高揮發(fā)煙煤C H2O H次煙煤C H2O HO HC H3H O無煙煤OO生成階段生成階段泥炭化泥炭化煤化煤化植物植物泥炭泥炭褐煤褐煤煙煤煙煤無煙煤無煙煤l巖相組成巖相組成：通過對煤的顏色、光澤、斷口：通過對煤的顏色、光澤、斷口來確定。來確定。對其研究，可指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)，指導(dǎo)煤炭分對其研究，可指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)，指導(dǎo)煤炭分類及煉焦配煤。類及煉焦配煤。煤煤 炭炭H2H2H2OHCH2CH2OHNCH2CCHCH3CH2CH2CH2H3CNH2H2H2OOHCH2Given:煤大分子模型三類煤巖顯微組分與四種宏觀成分之間的關(guān)

7、系三類煤巖顯微組分與四種宏觀成分之間的關(guān)系洗煤和煤的儲存洗煤和煤的儲存l選煤廠加工環(huán)節(jié)選煤廠加工環(huán)節(jié)原煤準備原煤準備洗煤脫水洗煤脫水煤泥精選回收、洗水澄清煤泥精選回收、洗水澄清生產(chǎn)技術(shù)檢查生產(chǎn)技術(shù)檢查產(chǎn)品運銷產(chǎn)品運銷l儲存儲存l盡量與空氣隔絕（防盡量與空氣隔絕（防止風(fēng)化）止風(fēng)化）水分、氣溫煤風(fēng)化水分、氣溫煤風(fēng)化發(fā)熱量少、熱加工發(fā)熱量少、熱加工產(chǎn)率低、粘結(jié)性壞、產(chǎn)率低、粘結(jié)性壞、火焰短火焰短l煤堆通風(fēng)散熱煤堆通風(fēng)散熱礦井或原煤受煤設(shè)施入廠原煤篩分選矸大塊矸石選后煤裝運破碎或經(jīng)原煤質(zhì)量均勻化設(shè)施入洗原煤洗選和脫水洗矸中煤塊精煤末精煤煤泥水總精煤裝運煤泥回收及洗水澄清循環(huán)水浮選精煤脫水或干燥浮選尾煤

8、裝運（損失） 選煤廠常用的加工程序圖選煤廠常用的加工程序圖轉(zhuǎn)化利用轉(zhuǎn)化利用 原煤原煤預(yù)處理預(yù)處理燃燒燃燒氣化氣化液化液化熱解熱解煉焦煉焦成型成型精燃料精燃料低熱值煤氣低熱值煤氣合成氣合成氣殘渣殘渣半焦半焦電能電能熱熱還原氣還原氣氫氫燃料氣燃料氣車用車用燃料燃料化學(xué)品化學(xué)品冶金焦冶金焦型焦型焦存在問題存在問題:l綜合利用率低綜合利用率低l污染環(huán)境污染環(huán)境技術(shù)上技術(shù)上：l加強潔凈煤技術(shù)研究加強潔凈煤技術(shù)研究l煤氣化、加氫液化等新技術(shù)，提高利用率煤氣化、加氫液化等新技術(shù)，提高利用率l合理利用余熱合理利用余熱l大力發(fā)展煤電轉(zhuǎn)化大力發(fā)展煤電轉(zhuǎn)化l提高煤巖使用過程廢棄物綜合利用提高煤巖使用過程廢棄物綜合利

9、用煤干餾（煤干餾（coal carbonization）是在隔絕空氣條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、）是在隔絕空氣條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程。煤干榴過程又分以煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程。煤干榴過程又分以下兩類。下兩類。 高溫干餾：高溫干餾：11731373K 11731373K （煉焦）（煉焦）按溫度不同，煤的干餾按溫度不同，煤的干餾 中溫干餾：中溫干餾：9731173K9731173K 低溫干餾：低溫干餾：773973K773973K 一、煤的干餾一、煤的干餾 煤氣化（煤氣化（ coal gasificationcoal gasification）是指在高溫）

10、是指在高溫90090013001300）下使煤、焦炭或半）下使煤、焦炭或半焦等固體燃料與氣化劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成主要含有氫、一氧化碳等氣體的過程。生焦等固體燃料與氣化劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成主要含有氫、一氧化碳等氣體的過程。生成的氣體組成隨固體燃料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化方法、氣化條件的不同而有成的氣體組成隨固體燃料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化方法、氣化條件的不同而有差別。氣化劑主要是水蒸氣、空氣或氧氣。差別。氣化劑主要是水蒸氣、空氣或氧氣。煤液化（煤液化（coal liquefactioncoal liquefaction）是指煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤液）是指煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤液化可分

11、為直接液化和間接液化兩大類過程?；煞譃橹苯右夯烷g接液化兩大類過程。二、煤的氣化和液化二、煤的氣化和液化 將煤與將煤與CaO在在20002200及電弧爐作用下反應(yīng)生成及電弧爐作用下反應(yīng)生成 CaC2（電石）的過程。（電石）的過程。電石水解可生成乙炔（此法占乙炔來源的一半以上），由乙炔出發(fā)可生成一電石水解可生成乙炔（此法占乙炔來源的一半以上），由乙炔出發(fā)可生成一系列化工產(chǎn)品。系列化工產(chǎn)品。CaO + 3C CaC2 + CO468.83kJ/molCaC2+2H2OCH三三CH （氣體）（氣體）+Ca(OH)2 三、生產(chǎn)電石三、生產(chǎn)電石提示語提示語 目前國際石油資源緊缺的情況下,我國富煤少油的

12、資源特點,積極發(fā)展煤化工、煤炭的綜合利用，對長遠擺脫對石油資源的過度依賴具有意義。 作作 業(yè)業(yè)l課本P25，1-2，1-3第一問第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的化工利用天然氣的化工利用一、天然氣的分類和組成一、天然氣的分類和組成二、天然氣的初步加工二、天然氣的初步加工三、天然氣的分離和凈化三、天然氣的分離和凈化四、天然氣的化工利用 一、天然氣的分類和組成一、天然氣的分類和組成l干氣干氣（貧氣）（貧氣） CH490%99.8% （C2H6、 C3H8、C4H10、CO2、N2、H2S、NH3） 熱值高，很好的燃料制造合成氨和甲醇的好原料熱值高，很好的燃料制造合成氨和甲醇的好原料l濕氣濕氣（富氣）（富氣）

13、： C2C41520% 稍加壓縮有汽油析出稍加壓縮有汽油析出 熱裂解原料，民用燃料熱裂解原料，民用燃料 l煤層氣（瓦斯氣）煤層氣（瓦斯氣）l天然氣水合物天然氣水合物 組成組成二、天然氣的初步加工二、天然氣的初步加工 來自氣井冷凝分離器干燥H2O分離CO2和H2S干燥H2O烴類分離送入輸氣管網(wǎng)制硫裝置H2SCO2硫磺分餾甲烷乙烷丙烷/丁烷液化氣三、天然氣的分離與凈化三、天然氣的分離與凈化分離目的：分離采出氣中的液體、固體雜質(zhì)。分離目的：分離采出氣中的液體、固體雜質(zhì)。 重力分離法重力分離法分離方法：分離方法： 旋風(fēng)分離法旋風(fēng)分離法 其它分離法其它分離法2 2、天然氣的脫水、天然氣的脫水l開采出的天

14、然氣經(jīng)分離后仍然含有水分開采出的天然氣經(jīng)分離后仍然含有水分( (操作操作溫度下的飽和蒸汽壓決定溫度下的飽和蒸汽壓決定) )。l天然氣脫水主要方法：天然氣脫水主要方法： 溶劑吸收法、固體吸附法溶劑吸收法、固體吸附法 四四、 天然氣的化工利用天然氣的化工利用 天然氣天然氣轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化合成氣合成氣高級醇、合成氨高級醇、合成氨氧化氧化甲醇甲醇甲醛甲醛裂解裂解乙炔乙炔炭黑炭黑氨氧化氨氧化氫氰酸氫氰酸氯化氯化氯化甲烷氯化甲烷硝化硝化硝基甲烷硝基甲烷甲烷甲烷乙烷乙烷裂解裂解乙烯乙烯丙烯丙烯裂解裂解氧化氧化丙烯丙烯乙醛乙醛丁烷丁烷氧化氧化醋酸醋酸脫氫脫氫丁二烯丁二烯 作作 業(yè)業(yè)課本P25,1-4第三節(jié) 石油及其化

15、工利用l一、一、石油的性質(zhì)、組成和分類石油的性質(zhì)、組成和分類 預(yù)處理預(yù)處理 常減壓蒸餾常減壓蒸餾二、二、原油加工過程原油加工過程 催化裂化和加氫裂化催化裂化和加氫裂化 催化重整催化重整 延遲焦化延遲焦化 一、石油的性質(zhì)、組成和分類l粘稠液體、有氣味粘稠液體、有氣味l黃、黑褐色黃、黑褐色l相對密度相對密度0.751l 熱值熱值43.546MJ/kgl多種烴類的混合物多種烴類的混合物l含硫化物、腐蝕性含硫化物、腐蝕性 含氮化物含氮化物膠質(zhì)膠質(zhì) 含氧化物含氧化物:環(huán)烷酸和酚類環(huán)烷酸和酚類 輕質(zhì)原油輕質(zhì)原油 中質(zhì)原油中質(zhì)原油API分類分類 重質(zhì)原油重質(zhì)原油 特稠原油特稠原油 低硫原油低硫原油含硫量分類

16、含硫量分類 高硫原油高硫原油 石蠟基石蠟基化學(xué)組成分類化學(xué)組成分類 中間基中間基 環(huán)烷基環(huán)烷基原油原油常常減減壓壓蒸蒸餾餾加加氫氫精精制制加加氫氫裂裂化化尿尿素素脫脫蠟蠟催催化化裂裂化化熱熱裂裂化化減減粘粘裂裂化化溶溶劑劑脫脫瀝瀝青青延延遲遲焦焦化化焙焙燒燒催催化化重重整整芳芳烴烴分分離離與與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化氧氧化化瀝瀝青青潤潤滑滑油油調(diào)調(diào)和和溶劑溶劑脫油脫油精制精制烴烴化化脫脫氫氫重芳重芳烴分烴分離離，直餾汽、煤直餾汽、煤油、柴油油、柴油直餾重柴油、減直餾重柴油、減壓柴油（蠟油）壓柴油（蠟油）減壓渣油減壓渣油瀝青瀝青各種瀝青各種瀝青石蠟或地石蠟或地蠟蠟低凝點油、低凝點油、液蠟液蠟輕、重石腦油輕、重石

17、腦油氫裂航煤、氫裂航煤、柴油，尾油柴油，尾油干氣、干氣、液化氣、液化氣重整油重整油（汽油）（汽油）苯乙烯苯乙烯苯苯乙苯乙苯重芳烴重芳烴汽油調(diào)和油，汽油調(diào)和油，三、四甲苯三、四甲苯干氣、干氣、催裂汽、柴油，催裂汽、柴油，尾油尾油石油氣石油氣熱裂汽、柴油，熱裂汽、柴油，渣油渣油脫油瀝青脫油瀝青焦炭焦炭石油焦石油焦蠟膏蠟膏組分油、石蠟、組分油、石蠟、抽出油抽出油石油氣、石油氣、粗汽油、粗汽油、重油重油煉油廠原油加工煉油廠原油加工 示意圖示意圖l破乳劑破乳劑: :非離子型表面活性劑等，用量極少。電壓非離子型表面活性劑等，用量極少。電壓一般為一般為1616 35kV. 35kV. （目的：原油脫水）（目

18、的：原油脫水）l注意：注水的目的是溶解結(jié)晶鹽。注意：注水的目的是溶解結(jié)晶鹽。一級脫鹽罐一級脫鹽罐二級脫鹽罐二級脫鹽罐一次注水一次注水破乳劑破乳劑二次注水二次注水含鹽廢水含鹽廢水1、預(yù)處理、預(yù)處理當(dāng)原油含硫量高時，脫鹽脫水完畢后在原油中還需要加圖適量當(dāng)原油含硫量高時，脫鹽脫水完畢后在原油中還需要加圖適量堿性中和堿性中和劑和緩蝕劑劑和緩蝕劑，以，以減輕減輕在后續(xù)加工過程中，在后續(xù)加工過程中，硫化物硫化物對煉油設(shè)備的對煉油設(shè)備的腐蝕腐蝕。2、原油的精餾、原油的精餾l原油精餾塔一般為帶外部汽提原油精餾塔一般為帶外部汽提裝置的復(fù)雜塔。裝置的復(fù)雜塔。l原油由第一段中部進入，塔底原油由第一段中部進入，塔底分

19、出重油，汽油、柴油、煤油分出重油，汽油、柴油、煤油在這一段被蒸出。在這一段被蒸出。l在塔的第二段被分離成沸點不在塔的第二段被分離成沸點不同的重柴油、輕柴油等油品。同的重柴油、輕柴油等油品。提餾段操作是在外部塔中進行提餾段操作是在外部塔中進行的。的。l第三段底部分離出煤油，汽油第三段底部分離出煤油，汽油從塔頂蒸出。從塔頂蒸出。2.1常減壓精餾裝置及流程常減壓精餾裝置及流程一般分為三段：初餾、常壓精餾和減壓精餾。一般分為三段：初餾、常壓精餾和減壓精餾。圖圖2-1 原油常減壓蒸餾流程圖原油常減壓蒸餾流程圖 原油常減壓蒸餾裝置圖原油常減壓蒸餾裝置圖原油常減壓蒸餾裝置原油常減壓蒸餾裝置: : 常壓塔和減

20、壓塔常壓塔和減壓塔原油常減壓蒸餾裝置原油常減壓蒸餾裝置: 冷換框架和換熱系統(tǒng)冷換框架和換熱系統(tǒng)設(shè)備防腐蝕設(shè)備防腐蝕l原油雖經(jīng)脫鹽脫水，但仍含有少量無機鹽，可引起設(shè)原油雖經(jīng)脫鹽脫水，但仍含有少量無機鹽，可引起設(shè)備腐蝕。備腐蝕。l主要腐蝕反應(yīng)主要腐蝕反應(yīng)l CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HCl(g)l MgCl2 + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl(g)lHCl遇水則可引起腐蝕。遇水則可引起腐蝕。l Fe + 2HCl(aq) FeCl2 + H2l H2S + Fe F2S + H2l FeS + 2HCl(aq) FeCl2 + H2S預(yù)防腐蝕措施預(yù)防腐蝕措施(1)控

21、制原油電脫鹽標準。控制原油電脫鹽標準。(2)脫鹽后的原油注堿，將氯化鈣和氯化鎂脫鹽后的原油注堿，將氯化鈣和氯化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鈉，中和氯化氫、硫化氫等。轉(zhuǎn)化為氯化鈉，中和氯化氫、硫化氫等。(3)塔頂餾出線注氨，中和殘存氯化氫、硫塔頂餾出線注氨，中和殘存氯化氫、硫化氫，調(diào)節(jié)化氫，調(diào)節(jié)PH值。值。(4)塔頂餾出線注緩蝕劑，吸附在金屬表面塔頂餾出線注緩蝕劑，吸附在金屬表面形成抗水性保護膜。形成抗水性保護膜。(5)塔頂餾出線注堿性水，沖洗注氨生成的塔頂餾出線注堿性水，沖洗注氨生成的銨鹽，中和冷凝的酸性水。銨鹽，中和冷凝的酸性水。3 3 催化裂化催化裂化l催化裂化由于有催化劑存在，反應(yīng)選擇性好，催化裂化由于

22、有催化劑存在，反應(yīng)選擇性好，輕質(zhì)油收率高，汽油安定性好，辛烷值高。輕質(zhì)油收率高，汽油安定性好，辛烷值高。l催化裂化過程在催化劑表面仍有結(jié)焦，所以催催化裂化過程在催化劑表面仍有結(jié)焦，所以催化劑使用一段時間后必須再生?；瘎┦褂靡欢螘r間后必須再生。l再生反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而裂化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，再生反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而裂化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)裝置必須處理好這一矛盾。反應(yīng)裝置必須處理好這一矛盾。3.1 催化裂化的化學(xué)反應(yīng)催化裂化的化學(xué)反應(yīng)熱裂化減粘裝置流化床催化裂化裝置流化床催化裂化裝置催化裂化裝置圖常減壓蒸餾和催化裂化聯(lián)合裝置常減壓蒸餾和催化裂化聯(lián)合裝置 同高并列式催化裂化反應(yīng)同高并列式催化裂化反應(yīng)- -

23、再生及分餾系統(tǒng)流程再生及分餾系統(tǒng)流程高低并列式提升管催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)流程高低并列式提升管催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)流程 4 加氫裂化加氫裂化l加氫裂化目的加氫裂化目的:普通裂化后大分子變?yōu)樾》制胀鸦蟠蠓肿幼優(yōu)樾》肿幼?輕質(zhì)油產(chǎn)率不高輕質(zhì)油產(chǎn)率不高,重要原因是元素重要原因是元素H不夠。不夠。所以加所以加H裂化可使部分裂解物變成輕烴類，裂化可使部分裂解物變成輕烴類，提高輕油產(chǎn)率。提高輕油產(chǎn)率。l優(yōu)點：優(yōu)點：適用原料廣泛，可根據(jù)需要生產(chǎn)汽適用原料廣泛，可根據(jù)需要生產(chǎn)汽油、柴油等。產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好、流程油、柴油等。產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好、流程簡單。簡單。l缺點：缺點：操作溫度較高操作溫度較高300 4

24、50 C,壓力也較壓力也較高高10 20MPa，投資大、操作費用高。，投資大、操作費用高。l與催化裂化不同之處：采用固定床，未反應(yīng)的與催化裂化不同之處：采用固定床，未反應(yīng)的H要循環(huán)。要循環(huán)。由于操作壓力高，采用高、低壓分離器。由于操作壓力高，采用高、低壓分離器。 單段串聯(lián)一次通過加氫裂化原則工藝流程單段串聯(lián)一次通過加氫裂化原則工藝流程 單段串聯(lián)全循環(huán)加氫裂化反應(yīng)部分工藝流程圖單段串聯(lián)全循環(huán)加氫裂化反應(yīng)部分工藝流程圖1精制反應(yīng)器；2裂化反應(yīng)器；3循環(huán)氫加熱爐；4循環(huán)氫壓縮機；5高壓分離器；6低壓分離器；7分餾塔5 催化重整催化重整 l利用催化劑對烴類分子結(jié)構(gòu)進行重新排列。l旨在生產(chǎn)高辛烷值汽油、

25、或者苯、甲苯以及二甲苯等化工原料，并副產(chǎn)大量氫氣。 l是石油加工過程中重要的二次加工手段 鉑重整爐催化重整裝置圖5 5.1 .1 催化重整的化學(xué)反應(yīng)催化重整的化學(xué)反應(yīng) 六元環(huán)的脫氫反應(yīng)； 五元環(huán)的異構(gòu)脫氫反應(yīng)； 烷烴的環(huán)化脫氫反應(yīng) ； 異構(gòu)化反應(yīng)； 加氫裂化反應(yīng)； 烯烴的加氫飽和反應(yīng)； 生焦反應(yīng)。l六元環(huán)烷烴脫氫 重整的最基本反應(yīng)。l 異構(gòu)化反應(yīng) 五元環(huán)烷烴異構(gòu)化成六元環(huán)烷烴。 直鏈烷烴異構(gòu)化 烷烴的脫氫環(huán)化反應(yīng) l加氫裂化反應(yīng)加氫裂化反應(yīng) 脫甲基反應(yīng)脫甲基反應(yīng) 芳烴脫烷基反應(yīng) 5 5.2 .2 催化重整催化劑催化重整催化劑催化劑的分類。單金屬、雙金屬和多金屬催化劑 單金屬催化劑：單鉑催化劑，

26、以Al2O3為載體，以鉑為活性組分（約含0.10.7wt%），并含有一定量的酸性組分鹵素（0.41.0wt%） 雙金屬催化劑：如鉑錸、鉑錫催化劑 多金屬催化劑：鉑錸鈦催化劑。 雙金屬催化劑和多金屬催化劑優(yōu)點：良好的熱穩(wěn)定性，對結(jié)焦不敏感，對原料適應(yīng)性強，使用壽命長。 催化劑的失活。 催化劑的再生。5.3催化重整工藝流程催化重整工藝流程 重整原料的預(yù)處理。原料的預(yù)處理包括預(yù)分餾、預(yù)脫砷、預(yù)加氫和脫水脫硫四部分。 重整反應(yīng)部分。 芳香烴分離部分。 重整反應(yīng)部分工藝流程示意圖半再生式固定床重整典型工藝流程 6 6.1.1延遲焦化基本原理延遲焦化基本原理l將渣油高速通過溫度為將渣油高速通過溫度為500

27、 505的加熱的加熱爐，由于高速渣油在這里來不及反應(yīng)，而爐，由于高速渣油在這里來不及反應(yīng)，而是到后續(xù)設(shè)備焦炭塔中再進行裂化、縮合是到后續(xù)設(shè)備焦炭塔中再進行裂化、縮合反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、柴油及焦炭。反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣體、汽油、柴油及焦炭。這一過程稱為延遲焦化。其主要反應(yīng)有：這一過程稱為延遲焦化。其主要反應(yīng)有：l 裂解反應(yīng)吸熱，產(chǎn)生小分子裂解反應(yīng)吸熱，產(chǎn)生小分子l 縮合反應(yīng)放熱，生成大分子。縮合反應(yīng)放熱，生成大分子。6 6.2 .2 延遲焦化的工藝流程延遲焦化的工藝流程6 6.3 .3 焦化產(chǎn)品焦化產(chǎn)品l焦化汽油安定性差，必須再處理精制才能作為汽焦化汽油安定性差，必須再處理精制才能作為汽油調(diào)合組分

28、。焦化柴油也要加工后才能使用。油調(diào)合組分。焦化柴油也要加工后才能使用。幾種減壓渣油延遲焦化產(chǎn)品分布幾種減壓渣油延遲焦化產(chǎn)品分布原料油原料油大慶減壓渣大慶減壓渣油油勝利減壓渣勝利減壓渣油油魯寧管輸減壓魯寧管輸減壓渣油渣油遼河減壓渣遼河減壓渣油油主要工藝條件主要工藝條件 爐出口溫度爐出口溫度/ 聯(lián)合循環(huán)比聯(lián)合循環(huán)比產(chǎn)品分布產(chǎn)品分布/% 氣體氣體 石腦油石腦油 柴油柴油 餾出油餾出油 焦炭焦炭 液體收率液體收率 5001.30 8.315.736.325.714.077.7 5001.45 6.814.735.619.023.969.3 5001.43 8.315.932.320.722.868.9

29、 5001.43 9.915.025.327.224.665.5圖圖2-2原油加工過程示意圖原油加工過程示意圖l預(yù)處理預(yù)處理：脫鹽脫水脫鹽脫水l常減壓蒸餾：常減壓蒸餾： 預(yù)熱初餾（預(yù)熱初餾（200200400400）：原油撥）：原油撥 頂氣、石腦油頂氣、石腦油常壓蒸餾（常壓蒸餾（360360370 370 ）：汽油、）：汽油、 煤油、柴油煤油、柴油 （直餾）（直餾）減壓蒸餾（減壓蒸餾（380380400 400 ）：減壓柴）：減壓柴 油、減油、減 壓餾分油壓餾分油 一次加工一次加工l催化裂化和加氫裂化催化裂化和加氫裂化 提高汽柴油品質(zhì)、產(chǎn)量提高汽柴油品質(zhì)、產(chǎn)量 熱裂化熱裂化 催化裂化催化裂化

30、加氫裂化加氫裂化l催化重整和芳烴抽提：催化重整和芳烴抽提： 重整：將輕質(zhì)原料油中的烴類通過熱或催化劑重整：將輕質(zhì)原料油中的烴類通過熱或催化劑的作用，生成大量芳烴的工藝過程，制得高的作用，生成大量芳烴的工藝過程，制得高辛烷值的汽油辛烷值的汽油 芳烴抽提：選用抽提劑加入重整油料中，經(jīng)攪芳烴抽提：選用抽提劑加入重整油料中，經(jīng)攪拌、靜置形成兩相，抽提相盡可能將芳烴抽拌、靜置形成兩相，抽提相盡可能將芳烴抽提出來。提出來。l延遲焦化延遲焦化 焦化：減壓渣油、熱裂化渣油等重殘油轉(zhuǎn)化焦化：減壓渣油、熱裂化渣油等重殘油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品。焦炭可制電極焦，焦化氣富含為輕質(zhì)油品。焦炭可制電極焦，焦化氣富含輕質(zhì)烯烴，可做

31、化工原料。輕質(zhì)烯烴，可做化工原料。 二次加工二次加工 中國石化產(chǎn)業(yè)面臨六大挑戰(zhàn)中國石化產(chǎn)業(yè)面臨六大挑戰(zhàn) 我國石化工業(yè)取得了長足發(fā)展，具備了較強的實力，但隨著國內(nèi)石油石化產(chǎn)品需求的不斷增長和市場競爭的日趨激烈，仍然存在著許多嚴重制約持續(xù)快速發(fā)展的問題，中國可持續(xù)發(fā)展油氣資源戰(zhàn)略研究分析指出，六大挑戰(zhàn)考驗我國石化工業(yè)的發(fā)展。我國主要石油化學(xué)品生產(chǎn)能力不能滿足不斷增長的市場需求。我國主要石油化學(xué)品生產(chǎn)能力不能滿足不斷增長的市場需求。目前，我國主要石油化學(xué)品生產(chǎn)能力不足。以2003年按乙烯當(dāng)量需求計算，國內(nèi)乙烯產(chǎn)量只能滿足需求的37.8%；國產(chǎn)合成樹脂、合成纖維和合成橡膠的國內(nèi)市場滿足率分別為47%、

32、88%和58%，大量石化產(chǎn)品長期依靠進口。另外，我國生產(chǎn)石化產(chǎn)品多為大宗通用產(chǎn)品，汽車和家用電器所需的各種專用塑料品種、差別化纖維、特種橡膠多數(shù)依靠進口。 國際競爭能力不強，不能完全適應(yīng)日趨激烈的市場競爭要求。國際競爭能力不強，不能完全適應(yīng)日趨激烈的市場競爭要求。主要表現(xiàn)在：油品質(zhì)量不能完全滿足日益嚴格的環(huán)保要求，隨著北京2008年舉辦奧運會和上海承辦2010年世博會，國內(nèi)成品油質(zhì)量升級步伐加快，以及歐等排放標準的實施，就顯的更為迫切；生產(chǎn)和流通成本較高，盈利能力不強。以乙烯為例，全國主要石化企業(yè)的乙烯現(xiàn)金操作費用約每噸150美元，比世界先進水平高出30%，比亞太地區(qū)高出10%。 發(fā)展受到資源

33、短缺制約，利用國際油氣資源面臨復(fù)雜多變的風(fēng)險。發(fā)展受到資源短缺制約，利用國際油氣資源面臨復(fù)雜多變的風(fēng)險。 隨著國內(nèi)原油供需缺口的增大，對外依存度增加。同時，隨著今后乙烯等工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)化工用油自給難度將進一步增大。全球石油資源爭奪日趨激烈，我國企業(yè)“走出去”開發(fā)利用海外石油資源的難度加大，石油安全供應(yīng)面臨嚴峻挑戰(zhàn)。 國內(nèi)市場進一步開放，石化企業(yè)面臨競爭日趨加劇的壓力。國內(nèi)市場進一步開放，石化企業(yè)面臨競爭日趨加劇的壓力。體現(xiàn)在：國內(nèi)油品市場按“入世”協(xié)議限期開放，將對我國煉油和銷售企業(yè)造成很大沖擊；國內(nèi)石化產(chǎn)品市場隨著關(guān)稅的逐步降低和到位、外貿(mào)經(jīng)營權(quán)的放開，市場份額將受到進口產(chǎn)品的進一步擠壓；市場多元化主體競爭格局正在形成，國內(nèi)石化企業(yè)面臨的競爭和改革壓力巨大。 技術(shù)市場競爭更加激烈，石化企業(yè)面臨國外公司的技術(shù)技術(shù)市場競爭更加激烈，石化企業(yè)面臨國外公司的技術(shù)“包包圍圈圍圈”。一是國外大型石化公司擁有一大批世界領(lǐng)先的特色專利技術(shù)和名牌產(chǎn)品，不斷開發(fā)先進技術(shù)并嚴格控制，在技術(shù)市場的競爭占據(jù)了強勢地位。目前，這些大公司正在大舉進入中國市場，對我國企業(yè)形成競爭壓力。二是歐美發(fā)達國家利用知識產(chǎn)權(quán)保護的優(yōu)勢，不斷