第二章化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品

《化工工藝概論》第二版第二章化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品ResourcesandPrimeProductsofChemicalIndustry三大目標：知識目標能力目標素質目標第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品知識目標：了解化工資源概況，再生資源的開發(fā)利用方法和途徑。理解化學工業(yè)生產(chǎn)的多方案性、資源的綜合利用方法和途徑。掌握化工原料、化工產(chǎn)品、干餾、催化重整、加氫裂化、熱裂解等基本概念；主要化工資源的產(chǎn)品網(wǎng)絡。第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品能力目標：能對化工生產(chǎn)的原料、生產(chǎn)路線、產(chǎn)品方案等進行初步比較、評價和選擇。能基本掌握資源的綜合利用原則和方法。第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品素質目標：培養(yǎng)對工作一絲不茍、嚴謹細致的優(yōu)良作風；培養(yǎng)工程技術觀念；培養(yǎng)安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)的意識。第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品本章重點煤化工產(chǎn)品石油化工產(chǎn)品礦產(chǎn)資源的化工利用化工生產(chǎn)的多方案性天然氣化工產(chǎn)品農(nóng)林副產(chǎn)品的化工利用第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品第一節(jié)化工資源概況TheSurveyofChemicalResources一、世界資源結構及利用現(xiàn)狀礦物資源：

金屬礦多以金屬氧化物、硫化物、無機鹽類形態(tài)存在；非金屬礦以化合物形態(tài)存在，其中含硫、磷、硼的礦物儲量比較豐富；化石燃料包括煤、石油、天然氣等。最重要的化工原料。目前世界上85％左右的能源與化學工業(yè)均建立在石油、天然氣和煤炭的基礎上。

第一節(jié)化工資源概況生物資源：

農(nóng)、林、牧、副、漁的植物體和動物體，它們提供了諸如淀粉、蛋白質、油料、脂肪、糖類、木質素和纖維素等食品與化工原料，天然的顏料、染料、油漆等產(chǎn)品也都取自植物和動物。第一節(jié)化工資源概況特點：

分散，區(qū)域性特點產(chǎn)量受季節(jié)性限制可再生性

應注意的是必須合理利用生物資源，保護生態(tài)環(huán)境，使資源利用與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展要求相結合。

第一節(jié)化工資源概況水資源：

水可溶解固體、吸收氣體；可作為反應物參加水解、水合等反應，可作為加熱或冷卻的介質；可吸收反應熱并汽化成具有做功本領的高壓蒸汽。空氣資源：

從空氣中提取的高純度的氦、氖、氪、氬等氣體，廣泛應用于高精尖科技領域；空氣的主要成分氮氣和氧氣更是重要的化工原料。第一節(jié)化工資源概況

例如：空氣經(jīng)過深度冷凍分離得到的純氧和純氮，廣泛用于冶金、化工、石油、機械、采礦、食品等工業(yè)部門和軍事、航天領域。隨著近年來膜分離技術的發(fā)展，使從空氣中分離更多有用的組分成為可能。第一節(jié)化工資源概況我國自然資源總量排世界第七位，已探明的礦產(chǎn)資源總量居世界第三位，僅次于美國和俄羅斯。我國是全世界少有的以煤為主的能源大國。我國的石油資源約占世界總量的2.3％。天然氣資源豐富，陜甘寧、新疆地區(qū)、四川東部三個大規(guī)模的氣區(qū)。水資源豐富，在我國廣闊的土地上有許多源遠流長的大江、大河，以及數(shù)量眾多的中小河流和湖泊。人均資源占有量相對較少，已探明的煤炭人均占有量卻不到世界平均水平的一半；石油人均占有量僅為世界平均水平的l／10。我國的可再生資源十分豐富，若能充分開發(fā)利用，有可能解決我國所需要的大部分能源。第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡TheProductNetworkofChemicalIndustry第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡一、煤化工產(chǎn)品

以煤為原料，經(jīng)過化學加工轉化為氣體、液體和固體燃料及化學品的工業(yè)，稱為煤化學工業(yè)。定義：利用途徑：1．煤的干餾(coalcarbonizatin)將煤隔絕空氣加熱，使其分解成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程稱為煤的干餾。(1)高溫干餾(煉焦)定義：煤在煉焦爐中隔絕空氣于900～1100℃進行干餾的過程稱為高溫干餾。產(chǎn)品：高溫干餾產(chǎn)生焦炭、焦爐氣、粗苯和煤焦油。焦炭可用于冶金工業(yè)煉鐵或用來生產(chǎn)電石；焦爐氣則是熱值很高的氣體燃料：煤焦油是生產(chǎn)有機原料較有價值的高溫干餾產(chǎn)品之一。(2)低溫干餾定義：煤在較低的溫度(500～600℃)下進行干餾的過程。產(chǎn)品：低溫干餾產(chǎn)生半焦、低溫焦油和煤氣等產(chǎn)物。由于終溫較低，分解產(chǎn)物的二次熱解少，故產(chǎn)生的焦油中除含較多的酚類、烷烴和環(huán)烷烴外，芳烴的含量則很少，它是人造石油的重要來源之一，而半焦經(jīng)氣化可制合成氣。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡2．煤的氣化(coalgasification)第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡煤的氣化是指以固體燃料煤或焦炭為原料，在高溫(900～1300℃)下通入氣化劑，使其轉化成主要含氫、一氧化碳、二氧化碳等混合氣體的過程。氣化劑：水蒸氣、空氣或氧氣。煤的氣化是獲得基本化工原料——合成氣(CO+H2)的重要途徑。合成氣是合成氨、甲醇以及C1化工產(chǎn)品的基本原料，同時也可作氣體燃料使用。特點：利用干餾制取化工原料，只能利用煤中一部分有機物質，而煤的氣化則可利用煤中幾乎全部含碳和氫的物質。3．煤的液化(coalliquefaction)第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡煤的液化是指煤經(jīng)化學加工轉化成為液體燃料的過程。煤的直接液化也稱為煤的加氫液化，是指在高溫(420～480℃)、高壓(10～20MPa)下，采用加氫方法使煤轉化為液態(tài)烴的過程。特點：加氫液化產(chǎn)物稱為人造石油，可進一步加工成各種液體燃料。煤的間接液化是指將煤首先制成合成氣，然后通過催化劑作用將合成氣轉化成烴類燃料、含氧化合物燃料(如低碳混合醇、二甲醚等)。特點：由于甲醇、低碳醇的抗爆性能優(yōu)異，可替代汽油，而二甲醚的十六烷值很高，是優(yōu)良的柴油替代品。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡二、石油化工產(chǎn)品1.一次加工方法包括常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是一種利用液體混合物中各組分沸點不同進行分離的方法。原理：根據(jù)沸點不同加熱、蒸發(fā)、冷卻。目的：獲得汽油、煤油、柴油、重油等產(chǎn)品。

常壓蒸餾：又稱為直接蒸餾，是在常壓和300～400℃條件下進行的蒸餾。

減壓蒸餾：負壓、380～400℃條件下進行的蒸餾。

原油進入初餾塔，塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品“拔頂氣”和“輕汽油”，前者主要組分為丁烷(40％～50％)、丙烷(約30％)、乙烷(2％～4％)及少量C5以上組分，一般用作燃料；輕汽油(石腦油)是催化重整生產(chǎn)芳烴或生產(chǎn)乙烯的原料。原油常、減壓蒸餾工藝流程圖初餾塔底油分出輕汽油，煤油、輕柴油、重柴油，它們均可作為生產(chǎn)乙烯的原料；而輕汽油和重油則分別是催化重整和催化裂化的原料。常壓渣油再進入減壓蒸餾塔，得到減壓餾分油，可作為催化裂化和加氫裂化的原料；減壓渣油可作為加氫裂化的原料，或用于生產(chǎn)石油或石油瀝青。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡2.二次加工為了提高汽油產(chǎn)量和質量，往往把蒸餾后所得的各級產(chǎn)品再進行二次加工。（1）催化裂化(catalyticcracking)定義：以重質餾分油為原料，在催化劑作用下于0.1～0.3MPa和450～530℃進行裂化的過程?？傻玫礁咝镣橹档钠?。催化劑：硅酸鋁裂化產(chǎn)物分布：汽油產(chǎn)率30％～60％；柴油產(chǎn)率≤40％；氣體產(chǎn)率約10％～20％，烴類中C3、C4烯烴可達一半左右，是寶貴的化工原料；而C3、C4烷烴則為民用液化氣，甲烷和氫是合成氨、甲醇及碳一化工產(chǎn)品的原料。（2）加氫裂化(hydrocracking)定義：在催化劑及高氫壓下，加熱重質油使其發(fā)生一系列加氫和裂化反應，最后轉變成航空煤油、柴油、汽油等產(chǎn)品的過程。催化劑：貴重金屬(Pt，Pd)和非貴重金屬(Ni，Mo，W)兩類，多以固體酸(如硅酸鋁分子篩等)為載體。優(yōu)點：減少了產(chǎn)品中的不飽和烴及重芳烴，使硫、氮、氧和重金屬等從烴類化合物中分解脫除，提高了油品的質量；而且大量氫氣可以抑制脫氫縮合反應，產(chǎn)品油中不含焦油，催化劑上也不結焦。加氫裂化產(chǎn)物分布：正構烷烴和異構烷烴所占比例相當高，重芳烴減少，是優(yōu)質的航空煤油和柴油。此外，加氫裂化柴油也可作為裂解制烯烴的原料。加氫裂化已成為現(xiàn)代煉油廠的主要加工方法之一。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡（3）催化重整(catalyticreforming)定義：是將適當?shù)氖宛s分在貴金屬催化劑Pt(或Rh,Re，Ir等）作用下，進行碳架結構的重新調整，使環(huán)烷烴和烷烴發(fā)生脫氫芳構化反應形成芳烴的方法。優(yōu)點：不僅能提供高辛烷值的汽油，而且能提供苯、甲苯、二甲苯等芳烴原料及液化和溶劑油，并副產(chǎn)氫氣?，F(xiàn)在已成為將石油餾分經(jīng)過化學加工轉變成芳烴的重要方法之一。產(chǎn)物分布：經(jīng)重整后得到的重整油含有30％～60％的芳烴，還含有烷烴和少量環(huán)烷烴。將重整油中芳烴經(jīng)抽提分離后，余下部分稱為抽余油，它既可作商品油，也可作為裂解乙烯的原料。

第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡（4）熱裂解（pyrolysis)定義：是指將烴類加熱到750～900℃使其發(fā)生裂解的過程。烴類熱裂解的主要目的是為了得到乙烯和丙烯。熱裂解的原料：乙烷、丙烷、石油以及煤油、柴油等。產(chǎn)物分布：裂解氣中除大量的乙烯、丙烯和十二烷基等烯烴外，還有氫氣、C1～C4烷烴，對裂解氣進一步分離后還可得到多種重要的有機化工原料。以石油為原料的主要化工網(wǎng)絡如圖2-2所示。

第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡三、天然氣化工產(chǎn)品

天然氣除含有主要成分甲烷外，還有乙烷、丙烷、丁烷等各種烷烴及硫化氫、氮、二氧化碳等氣體。

根據(jù)天然氣中甲烷和其他烷烴含量的不同，通常將天然氣分為干氣和濕氣兩種。干氣也稱為貧氣，甲烷含量高于90％，其他烷烴則很少；濕氣又稱為富氣，除含甲烷外，還有相當數(shù)量的其他低級烷烴。資源狀況煤炭：94%；石油：5.4%；天然氣：0.6%第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡天然氣優(yōu)點安全可靠。天然氣無毒、易散發(fā)，比重輕于空氣，不宜積聚成爆炸性氣體，是較為安全的燃氣。綠色環(huán)保。天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質。經(jīng)濟實惠。天然氣與人工煤氣相比，同比熱值價格相當，并且天然氣清潔干凈，能延長灶具的使用壽命，也有利于用戶減少維修費用的支出。改善生活。隨著家庭使用安全、可靠的天然氣，會改善家居環(huán)境，提高生活質量。

第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡天然氣的用途民用市場消費燃煤是城市污染的罪魁禍首之一，煤炭在能源消費結構中達占到了70%以上，因此造成各大中城市大氣質量普遍較差。國家有關部門規(guī)劃，到2010年全國省會以上大城市的氣化率要達到85%-90%，中等城市要達到80%。要達到這一目標，就成熟而具有比較優(yōu)勢的替代能源來看，用天然氣代替燃煤，無疑是最佳選擇。

化工原料1.天然氣經(jīng)蒸汽轉化制造氨和氮肥——尿素，目前世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然氣為原料。在美國75%以上的乙炔以天然氣為原料生產(chǎn)，而我國還不到20%，可見我國天然氣化工利用有著很大的發(fā)展空間。2.天然氣中甲烷可直接在催化劑作用下進行選擇性氧化，生成甲醇和甲醛第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡3.天然氣的熱裂解天然氣在930～1230℃時裂解生成乙炔和炭黑。從乙炔出發(fā)可制氯乙烯、乙醛、醋酸、氯丁二烯、1，4-丁二醇、1，4-丁炔二醇等。炭黑則可作為橡膠的補強劑和填料，也可作油墨、電極、電阻器、炸藥、涂料等的原材料。4.甲烷經(jīng)氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工產(chǎn)品如氫氰酸、氯化甲烷、二硫化碳等。5.濕性天然氣中C2～C4烷烴的利用濕性天然氣中C2～C4烷烴可經(jīng)深冷分離出來，是熱裂解制取乙烯、丙烯的優(yōu)良原料，許多國家都在提高濕性天然氣在制取烯烴原料中的比例。以天然氣為原料的主要化工產(chǎn)品網(wǎng)絡如圖2-3所示

第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡替代汽車燃油天然氣成分是以甲烷為主，與燃油排放量相比，一氧化碳減少97%，碳氫化物減少72%，氮氧化物減少39%，對改善大氣質量十分有利。天然氣價格相對低廉，熱值1立方米天然氣相當于1.12升汽油，使用壓縮天然氣替代燃油，費用至少可以下降60%。受距離因素制約，目前天然氣汽車主要適用于城市出租車及部分家用車的替代，國內包括北京、西安、重慶等許多具備氣源條件的城市已經(jīng)推廣使用。天然氣發(fā)電天然氣發(fā)電具有熱效率高、排放污染少、投資費用低、建設周期短、環(huán)境污染小、占地面積少等諸多優(yōu)勢，天然氣發(fā)電是21世紀天然氣的重要消費方向之一。目前我國天然氣發(fā)電僅為總發(fā)電量的1%，而世界上大體為20%。制訂了在包頭、呼市以及氣源地烏審旗分別新上天然氣發(fā)電機組作為調峰電廠的規(guī)劃，并已開始籌建，不久就將填補我區(qū)天然氣發(fā)電的空白。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡四、農(nóng)林副產(chǎn)品的化工利用第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡利用現(xiàn)狀由農(nóng)林副產(chǎn)品加工成化工成品,原料和產(chǎn)品重量比大,原料的收購、運輸和儲存有很多困難,難進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)林副產(chǎn)品收購有季節(jié)性,一年的原料需在1～2個月內備足,故倉儲要做得很大,管理不善易發(fā)生霉變,造成原料的損失。中國有不少缺煤地區(qū),常年用某些農(nóng)林副產(chǎn)品作燃料,致使這些農(nóng)林副產(chǎn)品收購價較高,工廠難以承受,只能少生產(chǎn)或不生產(chǎn)。石油化工或煤化工的發(fā)展,使原先由農(nóng)林副產(chǎn)品制造的某些產(chǎn)品缺乏競爭力。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡生物質指有機物中除化石燃料以外的所有來源于動植物可再生的物質。包括農(nóng)業(yè)廢棄物，樹木和木材廢棄物、各種水生植物、草、纖維和動物廢棄物等。農(nóng)林副產(chǎn)品的化工利用目前生物質的轉化技術生物質經(jīng)生物化學處理轉化為富含能量的燃料。如將生物質發(fā)酵制得沼氣，糖和淀粉原料發(fā)酵制酒精。生物質經(jīng)化學處理轉化為高價值的化工產(chǎn)品。如利用生物質中的半纖維素在酸性介質下加熱獲得糠醛等。生物質經(jīng)熱化學處理獲得焦炭、燃料氣或燃料油。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡含糖或淀粉物質的化工利用糧食、糖類、各種薯類或野生植物的根和果實，這類物質經(jīng)水解后得己糖，己糖再經(jīng)發(fā)酵后可以制取酒精、丁醇和丙酮。化學原理(C6H10O5)n+nH20→n(C6H1206)(淀粉)(葡萄糖)將單糖用酵母菌進行發(fā)酵，便可得到酒精。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡酒精是替代石油的最理想燃料，巴西已普遍使用60％酒精+33％甲醇+7％汽油車用燃料。新西蘭利用甜菜、松樹生產(chǎn)酒精，基本滿足了全國運輸?shù)男枰Ｈ鸬淅脴渲a(chǎn)酒精，相當于石油消耗量的50％。

美國用90％的汽油添加工10％的酒精，取名為“汽油醇”，用量占全國汽油總量的70％。

酒精脫水就能得到乙烯，從乙烯出發(fā)，可以得到合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等化工產(chǎn)品；利用植物生產(chǎn)可降解塑料即將成為現(xiàn)實，因此用生物原料替代化工原料前景十分樂觀。農(nóng)林副產(chǎn)品的化工利用第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡含纖維素物質的化工利用自然界中含纖維素的物質很多，如木屑、碎木、枝椏、蘆葦、玉米稈、稻稈、棉籽殼、甘蔗渣等。用它們可以加工生產(chǎn)得到甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、糠醛等化工產(chǎn)品。

植物纖維中的纖維素和半纖維素，都是高分子多糖。(C6H10O5)n+nH2O→n(C6H12O6)(多縮己糖)(葡萄糖)(C5H8O4)n+nH20→n(C5H10O5)(多縮戊糖)(戊糖)第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡五、礦石的化工利用礦石的化工利用途徑：用作生產(chǎn)化肥、酸、堿、無機鹽的重要原料外；用于國民經(jīng)濟其他部門。磷礦和硫鐵礦是化學礦山產(chǎn)量最大的兩個產(chǎn)品。磷礦是生產(chǎn)磷肥、磷酸、單質磷和磷酸鹽的原料。大多數(shù)礦石需要在開采前進行選礦和初步加工，以除去其中的雜質。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡礦石的化工利用焙燒(包括煅燒)：在高溫下，使礦石發(fā)生化學變化或物理變化，以便于對礦石作進一步處理的過程。煅燒是焙燒的一種，它是將礦石在高溫下處理，使礦石分解出二氧化碳和水的過程。我國的化學礦產(chǎn)資源豐富，已探明儲量的化學礦產(chǎn)有20多個品種。以磷礦資源為例，我國磷礦資源十分豐富，約占世界磷礦資源總量的10％。

我國已經(jīng)形成一個比較完整的礦石加工利用工業(yè)體系，生產(chǎn)化肥肥料和無機化工產(chǎn)品品種齊全。

第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡六、再生資源的開發(fā)利用工業(yè)“三廢”和生活垃圾若作為再生資源，經(jīng)過物理和化學的加工，可成為有價值的產(chǎn)品和能源，這不僅可以節(jié)約自然資源，而且是治理污染、保護環(huán)境的有效措施。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活廢料原則上都可以回收處理、加工成有用的產(chǎn)品。含碳的廢料也可通過部分氧化法轉化為小分子氣體化合物，然后再加工利用。工業(yè)“三廢”和生活垃圾意義經(jīng)濟效益，社會效益及環(huán)境效益有直接關系；對國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響；資源的綜合利用水平已成為衡量一個國家化學工業(yè)發(fā)展水平高低的一個重要標志。原則應根據(jù)其成分，通過對資源的前期分離、深度加工和開發(fā)附加值更高的下游產(chǎn)品。我國資源綜合利用的主要問題：消耗高、浪費大、利用率低；管理還沒有納入法制化軌道。第二節(jié)化學工業(yè)主要產(chǎn)品網(wǎng)絡第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品第三節(jié)資源的綜合利用MultipleUtilizationofResources

第三節(jié)資源的綜合利用煤炭資源綜合利用存在問題綜合利用率低；污染環(huán)境。提高煤炭資源利用率的途徑加強潔凈煤技術的研究，最大程度地降低煤炭使用中產(chǎn)生的污染；

努力開發(fā)煤炭的氣化、加氫液化等新技術，進一步提高煤炭的利用率。合理使用余熱，生產(chǎn)廉價的合成氣，降低下游有機化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本；大力發(fā)展煤電轉化，電廠建在煤炭生產(chǎn)基地附近，直接在當?shù)匕衙禾抠Y源轉化成電力資源進行輸送；努力提高煤炭使用過程中產(chǎn)生的廢棄物的綜合利用水平，如粉煤灰用于改良土壤，或生產(chǎn)建筑材料，以解決由于燃煤造成的環(huán)境污染問題。第三節(jié)資源的綜合利用石油和天然氣的綜合利用石油和天然氣的綜合利用率高，利用石油和天然氣作燃料或化工原料，成本低。石油化工原料綜利用途徑：從低碳烯烴乙烯、丙烯開始，逐步轉向其他高碳烯烴以及芳烴原料；開始時采用簡單的工藝生產(chǎn)少數(shù)產(chǎn)品，然后采用比較復雜的工藝過程，生產(chǎn)更多的下游產(chǎn)品；實現(xiàn)大型化、管道化和自動化。天然氣綜合利用：生產(chǎn)合成氣、乙炔；利用副產(chǎn)氣體生產(chǎn)合成氨等；生產(chǎn)附加值更高的C1化工產(chǎn)品和精細化工產(chǎn)品等。第三節(jié)資源的綜合利用生物質和礦物質的綜合利用不足之處成本較高；分散性、季節(jié)性。解決方案在原料資源的產(chǎn)區(qū)，因地制宜地發(fā)展中、小型化工廠具有一定的意義，如糧食作物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，從油料作物中提取天然油脂等。；礦物質作為化學工業(yè)的基礎原料，一般受礦產(chǎn)資源的限制，必須根據(jù)礦產(chǎn)資源的貯量來發(fā)展相應的化學工業(yè)，以提高其有效成分的利用率，尤其要重視貴金屬資源的綜合利用問題。第二章

化學工業(yè)的資源路線和主要產(chǎn)品第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性TheMultivariantTechnologyofChemicalProduction第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性化工生產(chǎn)的多方案性化工生產(chǎn)具有原料、工藝與產(chǎn)品的多方案性；同一化學反應的催化劑具有多樣性；可由不同型式的反應器來完成同一化學反應；用不同的方法從原料中脫除同一種雜質(例如H2S、CO2)或從產(chǎn)品物流中分離出目的產(chǎn)品。第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性一、原料的選擇以合成氣的生產(chǎn)為例，制造合成氣的原料是多種多樣的，煤、天然氣、石油餾分、農(nóng)林廢料、城市垃圾等均可用來制造合成氣。目前工業(yè)上生產(chǎn)合成氣的方法主要有以下三種。1．以天然氣為原料的生產(chǎn)方法工業(yè)上由天然氣制合成氣的技術：主要有蒸汽轉化法和部分氧化法。蒸汽轉化法是在催化劑存在及高溫條件下，使甲烷等烴類與水蒸氣反應，生成H2、CO等混合氣，此法技術成熟，目前廣泛用于生產(chǎn)合成氣。第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性由渣油轉化為CO、H2等氣體的過程稱為渣油的氣化。氣化技術有部分氧化法和蓄熱爐深度裂解法，目前常用的是部分氧化法。

以上三種制合成氣的生產(chǎn)方法中，以天然氣為原料制合成氣的成本最低；煤與渣油制造合成氣的成本相近，而渣油制合成氣可以使石油資源得到充分的綜合利用?？傊?，原料的選擇要依據(jù)原料的成本、生產(chǎn)技術水平等條件綜合確定。通過選擇，有利于原料資源的優(yōu)化利用，也有利于化學工業(yè)向原料路線和產(chǎn)品結構的多元化方向發(fā)展。

3.以渣油為原料的生產(chǎn)方法第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性二、生產(chǎn)路線的選擇生產(chǎn)路線的選擇是指同一種原料可經(jīng)過不同的工藝條件、加工路線生產(chǎn)出相同的化工產(chǎn)品。1.目前工業(yè)上利用合成氣來生產(chǎn)甲醇的路線應用廣泛。合成甲醇的主要反應為：

CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O

合成氣生產(chǎn)甲醇的工藝又可分為低壓法和高壓法兩種。高壓法是一種較古老的生產(chǎn)方法，低壓法則是近年來隨著銅系催化劑的開發(fā)成功而出現(xiàn)的一種方法。第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性高壓法以Zn-Cr為催化劑，反應壓力30MPa，溫度330～400℃，空速為20000～40000h-1”，合成塔出口甲醇含量約為5％。因高壓法的單程轉化率較低，合成氣循環(huán)使用，并通過放空維持惰性氣體平衡。高壓法技術成熟，但副反應多，甲醇產(chǎn)率較低，投資費用大，動力消耗大低壓法中合成壓力可以降為5MPa，壓縮功大幅度下降，反應溫度為220～250℃。與高壓法相比，低壓法技術經(jīng)濟指標先進，壓縮動力消耗僅為高壓法的60％左右，是世界各國廣泛采用的甲醇生產(chǎn)方法。

第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性以對二甲苯為原料制取對苯二甲酸二甲酯有兩種生產(chǎn)方法，即四步法和二步法。

四步法是一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法。

兩步法則是將上述第一和第三步并人一個設備中，將對甲基苯甲酸和對苯二甲酸單甲酯的酯化在另一個設備中完成?？傊斏a(chǎn)某種產(chǎn)品的原料確定后，生產(chǎn)路線的選擇就成為考慮的首要問題，生產(chǎn)路線應根據(jù)當前的生產(chǎn)技術水平和生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性綜合進行確定。三、產(chǎn)品的選擇第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性

產(chǎn)品的選擇是指利用某種原料經(jīng)過不同的化學過程，可以生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品。要生產(chǎn)出附加值高，經(jīng)濟效益好的產(chǎn)品，才能使原料的價值得以充分發(fā)揮，故在資源(原料)確定后，就需選擇生產(chǎn)何種產(chǎn)品為效益最好。如以乙烯為原料，可以生產(chǎn)許多種化工產(chǎn)品(見圖2-8)，究竟選擇哪種產(chǎn)品，要視各地和各企業(yè)的實際情況，結合目前的技術發(fā)展水平及產(chǎn)品的市場前景而定。

第四節(jié)化工生產(chǎn)的多方案性遵循的原則：原料的選擇必須遵循原料來源充足可靠，成本較低，易于利用的原則；產(chǎn)品的原料路線確定后，選擇產(chǎn)品便成為首要的問題，選擇的產(chǎn)品不僅要具有一定的技術經(jīng)濟性，還要有一定的市場壽命；原料路線和產(chǎn)品都確定后，生產(chǎn)路線的選擇要遵循安全、易于實現(xiàn)及投資、操作費用低的原則。本章小結1.化工原料是指化工生產(chǎn)中能全部或部分轉化為化工產(chǎn)品的物質。起始原料是人類通過開采、種植、收集等方法得到的原料，起始原料主要有空氣、水、礦物資源、生物原料等。2.以煤為原料，經(jīng)過化學加工轉化為氣體、液體和固體燃料及化學品的工業(yè)，稱為煤化學工業(yè)(簡稱煤化工，chemicalprocessingofcoal)。3.將煤隔絕空氣加熱，使其分解成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程稱為煤的干餾(coalcarbonization)。4.煤的氣化(coalgasificat