《石油的煉制乙烯》課件

石油的煉制乙烯乙烯是一種重要的有機化工原料，廣泛應(yīng)用于塑料、合成橡膠、合成纖維等領(lǐng)域。石油煉制是生產(chǎn)乙烯的主要途徑，通過復雜的技術(shù)工藝將石油中的烴類轉(zhuǎn)化為乙烯。課程目標掌握乙烯生產(chǎn)原理了解石油煉制過程中的乙烯生產(chǎn)工藝掌握乙烯的化學性質(zhì)和應(yīng)用培養(yǎng)專業(yè)技能提升學生對石油化工的理解增強學生對乙烯工業(yè)的認識石油的組成及特性復雜混合物石油是各種烴類化合物的復雜混合物，包括烷烴、環(huán)烷烴和芳烴等。這些烴類化合物根據(jù)分子量和結(jié)構(gòu)不同，具有不同的物理和化學性質(zhì)。物理性質(zhì)石油的顏色從黑色到棕色不等，粘稠度因其成分和原產(chǎn)地而異。石油通常比水輕，不溶于水，但可以溶于某些有機溶劑?；瘜W性質(zhì)石油主要成分是碳氫化合物，具有可燃性，燃燒時會釋放大量熱能。此外，石油還可以發(fā)生氧化、裂解、烷基化、異構(gòu)化等化學反應(yīng)。石油的來源和儲藏石油是一種復雜的碳氫化合物混合物。它是古代生物在缺氧環(huán)境下經(jīng)過漫長的地質(zhì)演變形成的。石油通常儲存在地下巖石層中，稱為油藏。油藏的形成需要特定的地質(zhì)條件，包括沉積環(huán)境、地層結(jié)構(gòu)、壓力和溫度等。石油的初步煉制1脫鹽去除原油中的鹽分，防止后續(xù)加工過程中的腐蝕和結(jié)垢。2脫水降低原油中的水分含量，提高后續(xù)加工效率，避免生成乳化現(xiàn)象。3脫硫減少原油中的硫含量，降低污染排放，生產(chǎn)高品質(zhì)的石油產(chǎn)品。煉油廠的基本構(gòu)造煉油廠是石油加工的核心設(shè)施，擁有復雜且精密的生產(chǎn)系統(tǒng)。主要由原油接收、預(yù)處理、分餾、深度加工、產(chǎn)品儲存等多個區(qū)域組成，每個區(qū)域都有專門的設(shè)備和工藝流程。煉油廠的設(shè)計和布局需要考慮安全、環(huán)保和效率等因素，并根據(jù)不同規(guī)模和生產(chǎn)目標進行調(diào)整。先進的煉油廠采用自動化控制系統(tǒng)和智能監(jiān)控技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，并確保安全環(huán)保運行。原油分餾1加熱將原油加熱至沸騰2汽化不同沸點組分汽化3冷凝冷卻氣體，得到不同餾分4分離收集不同沸點餾分原油分餾是石油煉制的第一步。利用原油中不同組分沸點不同，將原油加熱至沸騰，使不同組分汽化，然后冷卻氣體，收集不同沸點餾分。輕質(zhì)餾分的深度加工催化裂化將汽油餾分進一步裂化，生成更高辛烷值的汽油組分。催化重整將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為芳香烴，提高汽油的辛烷值。烷基化將低辛烷值的輕質(zhì)烴與異丁烷反應(yīng)生成高辛烷值的烷烴。加氫處理去除硫、氮等雜質(zhì)，改善汽油的穩(wěn)定性和抗氧化性能。催化裂化催化裂化是煉油廠中重要的加工工藝之一。它利用催化劑將重質(zhì)餾分裂解成汽油、柴油等輕質(zhì)餾分。催化裂化反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，產(chǎn)物收率高，是提高汽油產(chǎn)量和質(zhì)量的重要手段。1原油加熱將原油加熱至高溫2催化劑接觸與催化劑接觸反應(yīng)3裂解生成裂解生成輕質(zhì)餾分4分離提煉分離提煉輕質(zhì)餾分催化裂化工藝對提高汽油產(chǎn)量、改善汽油品質(zhì)、提高煉油廠經(jīng)濟效益具有重要意義。催化裂化的工藝流程1預(yù)處理去除原油中的雜質(zhì)，如硫、氮、金屬等。2預(yù)熱將預(yù)處理后的原油加熱至反應(yīng)溫度。3裂化反應(yīng)在催化劑的作用下，將重油裂解成輕質(zhì)油品。4分離將裂化產(chǎn)物按沸點進行分離，得到各種油品。催化裂化工藝流程是一個連續(xù)的過程，涉及多個步驟，每個步驟都對最終產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。催化裂化的反應(yīng)機理斷裂長鏈烴類斷裂成短鏈烴類。異構(gòu)化直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為支鏈烷烴。環(huán)化烷烴轉(zhuǎn)化為環(huán)烷烴。脫氫烷烴脫氫生成烯烴。催化裂化產(chǎn)品的性質(zhì)1汽油催化裂化汽油具有辛烷值高、蒸汽壓低的特點，適合作為優(yōu)質(zhì)汽油組分。2柴油催化裂化柴油具有較高的十六烷值，適合作為優(yōu)質(zhì)柴油組分。3輕質(zhì)油催化裂化輕質(zhì)油可以用作化工原料，例如生產(chǎn)合成橡膠、合成樹脂等。4重質(zhì)油催化裂化重質(zhì)油可以作為燃料油或作為進一步加工的原料。催化裂化的影響因素催化劑的性質(zhì)催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性等因素會影響催化裂化的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。反應(yīng)溫度溫度升高會加速反應(yīng)速率，但過高的溫度會導致催化劑失活。反應(yīng)壓力壓力升高會提高反應(yīng)速率，但也會增加設(shè)備的成本。原料油的性質(zhì)原料油的組成和性質(zhì)會影響催化裂化的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。改性的催化裂化工藝改性催化裂化改性催化裂化工藝旨在提高催化裂化的效率，以生產(chǎn)更多汽油和柴油，同時減少重質(zhì)油的生成。改進催化劑、優(yōu)化反應(yīng)條件、改進反應(yīng)器設(shè)計等方法可以實現(xiàn)改進。新一代催化劑開發(fā)新型催化劑材料，提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性，可以有效提高催化裂化的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。催化重整定義催化重整是一種將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為支鏈烷烴和芳香烴的工藝，提高汽油辛烷值和產(chǎn)量。目的通過催化劑的作用，將低辛烷值的直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為高辛烷值的支鏈烷烴和芳香烴，提高汽油質(zhì)量。過程在高溫高壓下，烷烴分子在催化劑的作用下發(fā)生脫氫、異構(gòu)化、環(huán)化和芳構(gòu)化反應(yīng)，生成高辛烷值的汽油組分。催化劑重整催化劑通常由鉑和錸等貴金屬組成，負載在氧化鋁載體上，具有高活性、高選擇性和長壽命的特點。催化重整的工藝流程1原料預(yù)處理首先，將原油分離得到的輕質(zhì)餾分作為原料進行預(yù)處理。預(yù)處理包括脫鹽、脫水和脫硫，以減少原料中的雜質(zhì)，防止催化劑中毒。2催化重整預(yù)處理后的原料在催化劑存在下進行重整反應(yīng)，將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為環(huán)烷烴和芳香烴，并生成氫氣。重整反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，需要高溫和高壓條件。3產(chǎn)物分離重整反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)冷卻分離，得到高辛烷值汽油、氫氣和副產(chǎn)物。氫氣可以作為煉油廠的燃料或用于其他工藝。催化重整的反應(yīng)機理脫氫反應(yīng)烷烴脫氫生成烯烴，例如正庚烷脫氫生成正庚烯。異構(gòu)化反應(yīng)直鏈烷烴異構(gòu)化為支鏈烷烴，例如正戊烷異構(gòu)化為異戊烷。環(huán)化反應(yīng)直鏈烷烴環(huán)化為環(huán)烷烴，例如正己烷環(huán)化為環(huán)己烷。芳構(gòu)化反應(yīng)環(huán)烷烴脫氫芳構(gòu)化為芳香烴，例如環(huán)己烷脫氫芳構(gòu)化為苯。催化重整產(chǎn)品的性質(zhì)高辛烷值催化重整產(chǎn)品主要用于汽油添加劑，提高辛烷值。芳烴含量高生產(chǎn)的汽油含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴，用于合成其他化學品。烯烴含量低烯烴含量低，提高了汽油的穩(wěn)定性，不易氧化。低硫含量硫含量低，減少了汽車尾氣排放污染。制乙烯的主要工藝蒸汽裂解法利用高溫和催化劑，將烴類原料分解成乙烯等產(chǎn)物。催化裂化法在催化劑作用下，將重質(zhì)烴類裂解成乙烯等輕質(zhì)烴類。脫氫法從乙烷或其他烷烴中脫除氫原子，生成乙烯。氧化法將乙醇或其他醇類氧化，生成乙烯。乙烯的化學性質(zhì)11.可燃性乙烯是一種易燃氣體，在空氣中燃燒時產(chǎn)生明亮的火焰，并釋放大量的熱量。22.不飽和性乙烯分子中含有雙鍵，具有不飽和性，能夠發(fā)生加成反應(yīng)，例如與鹵素、水、氫氣等物質(zhì)反應(yīng)。33.聚合性乙烯分子能夠在一定條件下聚合形成聚乙烯，聚乙烯是一種重要的塑料，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。44.氧化性乙烯在空氣中容易氧化，形成過氧化物，過氧化物不穩(wěn)定，容易分解，產(chǎn)生熱量，引發(fā)爆炸。乙烯的應(yīng)用塑料生產(chǎn)乙烯是塑料生產(chǎn)的主要原料，廣泛應(yīng)用于各種塑料制品，如包裝、日用品、建筑材料等。合成材料乙烯聚合形成聚乙烯，廣泛應(yīng)用于合成纖維、橡膠、涂料、油漆等領(lǐng)域?；ぴ弦蚁┦侵匾幕ぴ希糜谏a(chǎn)各種化學品，如乙醇、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷等。乙烯的生產(chǎn)工藝流程1原料預(yù)處理去除雜質(zhì)，提高原料質(zhì)量2裂解將原料分解成乙烯等3分離提純分離乙烯和其他產(chǎn)物4壓縮儲存將乙烯壓縮儲存在氣罐中乙烯生產(chǎn)是石油化工行業(yè)的重要組成部分。該工藝流程包括多個關(guān)鍵步驟，從原料預(yù)處理到最終產(chǎn)品壓縮儲存，每個步驟都至關(guān)重要，確保乙烯的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。乙烯制品的主要用途塑料乙烯是生產(chǎn)各種塑料的主要原料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，廣泛應(yīng)用于包裝、建筑、汽車、電子等行業(yè)。合成纖維乙烯是生產(chǎn)聚酯纖維、聚酰胺纖維等合成纖維的主要原料，用于制造服裝、地毯、繩索等。乙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢清潔生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率，減少能耗，降低環(huán)境污染。綠色化學開發(fā)新型催化劑，提高原料利用率，降低廢氣排放。循環(huán)經(jīng)濟減少資源浪費，促進乙烯生產(chǎn)的循環(huán)利用和廢物再利用。智能制造應(yīng)用人工智能，提高自動化程度，優(yōu)化生產(chǎn)過程。乙烯工藝的環(huán)境保護1廢氣排放控制乙烯生產(chǎn)過程排放的廢氣含有揮發(fā)性有機物、硫化氫和氮氧化物等污染物，需要進行嚴格的處理，以減少對大氣環(huán)境的污染。2廢水處理乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水含有有機物、鹽類和重金屬等污染物，需要進行凈化處理，以減少對水環(huán)境的污染。3固體廢物處理乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物，如催化劑、渣油等，需要進行妥善處理，以減少對土壤和地下水環(huán)境的污染。4清潔生產(chǎn)采用先進的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，降低能耗和物耗，減少污染物的排放，提高資源利用率，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。乙烯制品的循環(huán)利用回收利用廢舊塑料和橡膠制品可以回收利用，將其分解成單體或其他化學原料。生物降解開發(fā)可生物降解的乙烯制品，使廢棄制品能夠在自然環(huán)境中分解成無害物質(zhì)。能源回收利用廢舊乙烯制品進行焚燒發(fā)電，將廢棄物轉(zhuǎn)化為能源，減少環(huán)境污染。石油化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展資源利用提高石油資源的利用率，減少浪費。例如，采用先進的煉油技術(shù)，提高原油的轉(zhuǎn)化率，減少廢棄物的排放。清潔生產(chǎn)采用清潔生產(chǎn)工藝，減少污染排放。例如，使用低硫原油，采用先進的脫硫技術(shù)，減少硫化物的排放。環(huán)境保護加強環(huán)境保護，減少對環(huán)境的污染。例如，采用閉環(huán)循環(huán)水系統(tǒng)，減少廢水的排放；加強廢氣處理，減少空氣污染。結(jié)論與討論總結(jié)乙烯是重要的基礎(chǔ)化工原料，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要作用。展望未來乙烯工業(yè)將朝著綠色、高效、智能的方向發(fā)展。思考如何提高乙烯生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染？思考題1.石油煉制乙烯的過程有哪些主要步驟？2.乙烯的主要化學性質(zhì)有哪些？3.乙烯