石油化工產(chǎn)品及蒸餾分餾裝置及白乳膠制法

石油化學(xué)工業(yè)

一、石油化工定義：指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。地位：石油化學(xué)工業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，石油化學(xué)工業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，它為農(nóng)業(yè)、能源、交通、機(jī)械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農(nóng)業(yè)和人民日常生活提供配套和服務(wù)在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。是我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。

二、應(yīng)用石油產(chǎn)品又稱油品，產(chǎn)品主要包括：各種燃料油（汽油、煤油、柴油等）潤滑油液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等燃料油潤滑油液化石油氣石油焦碳瀝青二、應(yīng)用第一步是對(duì)原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進(jìn)行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料乙烯丙烯苯二、應(yīng)用第二步是以基本化工原料生產(chǎn)，生成：多種有機(jī)化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。塑料合成纖維合成橡膠二、應(yīng)用乙烯的用途：乙烯用量最大的是生產(chǎn)聚乙烯，約占乙烯耗量的45%；其次是由乙烯生產(chǎn)的二氯乙烷和氯乙烯；乙烯氧化制環(huán)氧乙烷和乙二醇；另外乙烯烴化可制苯乙烯；乙烯氧化制乙醛；乙烯合成酒精；乙烯制取高級(jí)醇。用途：制造塑料、合成乙醇、乙醛、合成纖維等重要原料。聚乙烯：主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。二、應(yīng)用聚乙烯聚乙烯是最結(jié)構(gòu)簡單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯（

CH2=CH2

）的加成聚合而成的。特性：無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)很敏感，耐熱老化性差；

聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。二、應(yīng)用聚乙烯的加工與應(yīng)用薄膜：低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜，這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強(qiáng)度，廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。中空制品：高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作中空制品。如牛奶瓶、去污劑瓶；可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。中空制品薄膜二、應(yīng)用聚乙烯的加工與應(yīng)用管板材：擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)；擠出的板材可進(jìn)行二次加工；也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺(tái)板和建筑材料；防護(hù)套（例如纜索護(hù)套）纖維：中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。目前已研制出超高強(qiáng)度聚乙烯纖維（強(qiáng)度可達(dá)3～4GPa），可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。聚乙烯管材合成纖維二、應(yīng)用聚乙烯的加工與應(yīng)用雜品：用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱、小型容器、自行車和拖拉機(jī)的零件等；電冰箱容器、存儲(chǔ)容器、家用廚具、密封蓋等；人造花卉自行車籃周轉(zhuǎn)箱三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾：利用混合液體或液-固體系中各組分沸點(diǎn)不同，使低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)，再冷凝以分離整個(gè)組分的單元操作過程包含儀器：鐵架臺(tái)、蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶、溫度計(jì)、石棉網(wǎng)、橡膠塞等三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)分餾：分餾是分離幾種不同沸點(diǎn)的混合物的一種方法；對(duì)某一混合物進(jìn)行加熱，針對(duì)混合物中各成分的不同沸點(diǎn)進(jìn)行冷卻分離成相對(duì)純凈的單一物質(zhì)過程。過程中沒有新物質(zhì)生成，只是將原來的物質(zhì)分離，屬于物理變化。分餾實(shí)際上是多次蒸餾，它更適合于分離提純沸點(diǎn)相差不大的液體有機(jī)混合物。包含儀器：蒸餾瓶、分餾柱、蒸餾頭、溫度計(jì)、冷凝器、接收器、接受瓶三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾：特點(diǎn)：通過蒸餾操作，可以直接獲得所需要的產(chǎn)品，而吸收和萃取還需要加入其它組分。蒸餾分離應(yīng)用較廣泛，歷史悠久。能耗大，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的氣相或液相。分類：按方式分：簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾按操作壓強(qiáng)分：常壓、加壓、減壓按混合物中組分：雙組分蒸餾、多組分蒸餾按操作方式分：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾裝置組裝：順序?yàn)椋河上峦?，從左向右的順序。并保證蒸餾裝置中的接收器部分離水池較近，即靠近水池。整個(gè)裝置儀器的軸線應(yīng)在一個(gè)平面上，且此平面應(yīng)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌邊平行。鐵架臺(tái)升降臺(tái)

調(diào)溫電熱套

雙口夾

：也叫雙頂絲。開口方向應(yīng)朝上，不能朝下（應(yīng)根據(jù)圓底燒瓶的高度大概確定雙口夾固定在鐵架臺(tái)上的位置）

萬用夾：固定燒瓶的旋鈕應(yīng)與雙口夾固定鐵架臺(tái)桿的旋鈕在同一側(cè)圓底燒瓶：旋緊萬用夾，并調(diào)整圓底燒瓶瓶底與調(diào)溫電熱套之間的距離，不能挨著。蒸餾頭

溫度計(jì)：溫度計(jì)水銀球的上緣應(yīng)與蒸餾頭支管的下接口一齊，此時(shí)要注意溫度計(jì)要垂直、端正；

三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾裝置組裝：鐵架臺(tái)（鐵架臺(tái)底座應(yīng)向前）10.雙口夾：開口方向應(yīng)朝上

（應(yīng)根據(jù)直形冷凝管的高度大概確定雙口夾固定在鐵架臺(tái)上的位置）11.萬用夾：萬用夾的旋鈕方向應(yīng)向上12.直形冷凝管：將冷凝管穿入萬用夾開口中，并與蒸餾頭連接好，再適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)鐵架臺(tái)，使萬用夾能夠固定在直形冷凝管的中部，同時(shí)調(diào)節(jié)雙口夾的位置使直形冷凝管的傾斜角度合適，然后旋緊萬用夾13.接液管14.錐形瓶15.

膠管：通冷凝水用，直形冷凝管的下口連接到自來水水龍頭；冷凝管的上口所連膠管放在水池里三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾操作：加料：將待蒸餾液通過玻璃漏斗小心倒入蒸餾瓶中，要注意不使液體從支管流出。加入幾粒助沸物，安好溫度計(jì)，溫度計(jì)應(yīng)安裝在通向冷凝管的側(cè)口部位。再一次檢查儀器的各部分連接是否緊密和妥善。加熱：用水冷凝管時(shí)，先由冷凝管下口緩緩?fù)ㄈ肜渌?，自上口流出引至水槽中，然后開始加熱。加熱時(shí)可以看見蒸餾瓶中的液體逐漸沸騰，蒸氣逐漸上升。溫度計(jì)的讀數(shù)也略有上升。當(dāng)蒸氣的頂端到達(dá)溫度計(jì)水銀球部位時(shí)，溫度計(jì)讀數(shù)就急劇上升。這時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)小煤氣燈的火焰或降低加熱電爐或電熱套的電壓，使加熱速度略為減慢，蒸氣頂端停留在原處，使瓶頸上部和溫度計(jì)受熱，讓水銀球上液滴和蒸氣溫度達(dá)到平衡。然后再稍稍加大火焰，進(jìn)行蒸餾。三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾操作：加熱：控制加熱溫度，調(diào)節(jié)蒸餾速度，通常以每秒1～2滴為宜。在整個(gè)蒸餾過程中，應(yīng)使溫度計(jì)水銀球上常有被冷凝的液滴。此時(shí)的溫度即為液體與蒸氣平衡時(shí)的溫度，溫度計(jì)的讀數(shù)就是液體（餾出物）的沸點(diǎn)。蒸餾時(shí)加熱的火焰不能太大，否則會(huì)在蒸餾瓶的頸部造成過熱現(xiàn)象，使一部分液體的蒸氣直接受到火焰的熱量，這樣由溫度計(jì)讀得的沸點(diǎn)就會(huì)偏高；另一方面，蒸餾也不能進(jìn)行得太慢，否則由于溫度計(jì)的水銀球不能被餾出液蒸氣充分浸潤使溫度計(jì)上所讀得的沸點(diǎn)偏低或不規(guī)范。三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾操作：觀察沸點(diǎn)及收集餾液：進(jìn)行蒸餾前，至少要準(zhǔn)備兩個(gè)接受瓶。因?yàn)樵谶_(dá)到預(yù)期物質(zhì)的沸點(diǎn)之前，帶有沸點(diǎn)較低的液體先蒸出。這部分餾液稱為“前餾分”或“餾頭”。前餾分蒸完，溫度趨于穩(wěn)定后，蒸出的就是較純的物質(zhì)，這時(shí)應(yīng)更換一個(gè)潔凈干燥的接受瓶接受，記下這部分液體開始餾出時(shí)和最后一滴時(shí)溫度計(jì)的讀數(shù)，即是該餾分的沸程（沸點(diǎn)范圍）。一般液體中或多或少地含有一些高沸點(diǎn)雜質(zhì)，在所需要的餾分蒸出后，若再繼續(xù)升高加熱溫度，溫度計(jì)的讀數(shù)會(huì)顯著升高，若維持原來的加熱溫度，就不會(huì)再有餾液蒸出，溫度會(huì)突然下降。這時(shí)就應(yīng)停止蒸餾。即使雜質(zhì)含量極少，也不要蒸干，以免蒸餾瓶破裂及發(fā)生其他意外事故。三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)蒸餾操作：蒸餾完畢：應(yīng)先停止加熱，然后停止通水，拆下儀器。拆除儀器的順序和裝配的順序相反，先取下接受器，然后拆下尾接管、冷凝管、蒸餾頭和蒸餾瓶等。操作時(shí)要注意在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸。溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)與支管口下端位于同一水平線上。蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3，也不能少于1/3。冷凝管中冷卻水從下口進(jìn)，上口出。加熱溫度不能超過混合物中沸點(diǎn)最高物質(zhì)的沸點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)裂化：定義：一種使烴類分子分裂為幾個(gè)較小分子的反應(yīng)過程。烴類分子可能在碳-碳鍵、碳-氫鍵、無機(jī)原子與碳或氫原子之間的鍵處分裂。在工業(yè)裂化過程中，主要發(fā)生的是前兩類分裂。工業(yè)應(yīng)用：工業(yè)上，烴類裂化過程是在加熱，或同時(shí)有催化劑存在，或在臨氫的條件下進(jìn)行，這就是石油煉制過程中常用的熱裂化、催化裂化和加氫裂化。反應(yīng)機(jī)理：（反應(yīng)需加熱、加壓、催化劑）C16H34→C8H18+C8H16C8H18→C4H10+C4H8C4H10→CH4+C3H6C4H10→C2H4+C2H6三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)裂解：釋義：石油化工生產(chǎn)過程中，以比裂化更高的溫度（700℃~800℃，有時(shí)甚至高達(dá)1000℃以上），使石油分餾產(chǎn)物（包括石油氣）中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。裂解產(chǎn)物往往是多種組分的混合物。影響裂解的基本因素首先是溫度和反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，還有是烴原料的種類。工業(yè)用途：目前主要用石腦油、煤油、柴油為原料并向重油發(fā)展在裂解過程中，同時(shí)伴隨縮合、環(huán)化和脫氫等反應(yīng)。由于所發(fā)生的反應(yīng)很復(fù)雜，通常把反應(yīng)分成兩個(gè)階段來看。第一階段，原料變成的目的產(chǎn)物為乙烯、丙烯，這種反應(yīng)稱為一次反應(yīng)。第二階段，一次反應(yīng)生成的乙烯、丙烯繼續(xù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為炔烴、二烯烴、芳烴、環(huán)烷烴，甚至最終轉(zhuǎn)化為氫氣和焦炭，稱二次反應(yīng)。三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)裂解：裂解的主要類型：無水裂解：在古代時(shí)無水裂解用于將木材轉(zhuǎn)化為木炭，現(xiàn)在可用該法從生物質(zhì)能或塑料制取液體燃料。含水熱解：如油的蒸汽裂化及由有機(jī)廢料的熱解聚制取輕質(zhì)原油。真空裂解三、白乳膠的制備白乳膠簡介：白乳膠是目前用途最廣、用量最大的粘合劑品種之一。它是以水為分散介質(zhì)進(jìn)行乳液聚合而得，是一種水性環(huán)保膠。本品是一種水溶性膠粘劑，是由醋酸乙烯單體在引發(fā)劑作用下經(jīng)聚合反應(yīng)而制得的一種熱塑性粘合劑。特點(diǎn)：有很強(qiáng)的粘結(jié)力，且初始粘度較高。能夠室溫固化，且固化速度快。膠膜透明，不污染被粘物，并且便于加工。以水為分散介質(zhì)，不燃燒、不含有毒氣體，不污染環(huán)境，安全無公害。使用起來比較方便。固化后的膠膜有一定的韌性，耐稀堿，稀酸，且耐油性也很好。三、白乳膠的制備白乳膠制備

實(shí)驗(yàn)儀器：電熱套、三頸燒瓶、水浴鍋、恒壓滴壓漏斗、直形冷凝管、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)、錐形瓶、滴管、小燒杯、鐵架臺(tái)、小塑料瓶。實(shí)驗(yàn)藥品：8%聚乙烯醇溶液、OP-10乳化劑、10%過硫酸鉀、醋酸乙烯酯單體實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)：乳液聚合是聚合反應(yīng)方法之有，它是借助乳化劑（本實(shí)驗(yàn)OP-10）的作用和機(jī)械攪拌將單體（醋酸乙烯酯）分散在介質(zhì)（聚乙烯醇水溶液）中形成乳狀液。并在引發(fā)劑（過硫酸銨）作用下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)產(chǎn)物即為聚醋酸乙烯酯，不必分離即可用作粘合劑。反應(yīng)式：三、白乳膠的制備白乳膠制備

實(shí)驗(yàn)步驟：安裝儀器。如圖：

加料。在三頸燒瓶中加入8%聚乙烯醇溶液30mL、OP-10乳化劑1mL后，不斷攪拌。水浴加熱至70℃。（此時(shí)或有乳白色出現(xiàn)?。┤?、白乳膠的制備白乳膠制備

實(shí)驗(yàn)步驟：從回流冷凝管上口加入第一批引發(fā)劑（10%過硫酸鉀）0.4mL。然后從恒壓滴液漏斗中以6s/滴的速度加入醋酸乙烯酯單體23mL，直至單體加完為止。（加完單體需用時(shí)1.5h左右?。┩瑫r(shí),引發(fā)劑采用間歇滴加方式投料(從回流冷凝管上端入口處)，每隔0.5h加2滴，以保證聚合反應(yīng)正常進(jìn)行。單體加完后，緩慢升溫至80℃，不斷攪拌，再保溫0.5h。再升溫至90℃，保溫0.5h，最后升溫至95攝氏度，再保溫20min。將水泵接通冷凝管上口，抽吸排除未聚合的殘留單體，冷卻后即可出料。三、白乳膠的制備乙酸乙烯酯性質(zhì)：無色