§2.2 石油化工原料路线
一、相关名词:
1. 原油:从油田开采出来未经加工的石油。根据所含主要碳氢化合物类别,原油分为石蜡基石油、环烷基石油、芳香族石油及混合基石油。我国:石蜡基石油。 2. 石脑油:轻汽油和重汽油的混合物,又叫直流汽油。
3. 石油气:天然气、油田气、炼厂气的总称。
4. 天然气:从有气无油的矿井中开采出来的主要含低分子烷烃的气体。
两类:干性天然气,主要组分是甲烷,难液化,用作燃料。
湿性天然气,含较多的乙烷、丙烷、丁烷,易液化,是高分子合成工业的主要原料。 5. 油田气:伴随着石油开采而得到的气体,又称油田半生气。 6. 合成气:由氢和一氧化碳组成的各种混合物的总称。 7. 炼厂气:由炼油过程中收集到的气体。
8. 乙烯装置:以年产的乙烯量为标准的石油裂解装置在工业上称为乙烯装置。
9. 抽余油:将原油炼制后或裂解后的汽油馏分经铂重整,将芳烃抽除后的馏分,在从中提取60~90℃的馏分,称为抽余油。
10. 加氢催化重整:石脑油中特定馏分经过加氢后经多组分含铂催化剂的作用下,在重整反应器中发生脱氢、环化、异构化和裂解反应生成芳烃的过程。直链变环链
11. 深冷分离法:将裂解气冷冻到-100℃左右的低温,使除H2和CH4以外的低级烃全部冷凝液化,然后利用各种烃的相对挥发度的不同,用精馏的方法在适当的温度压力条件下,使各种烃逐一分离。
12. 萃取精馏:用来分离恒沸点混和物或组分挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法。原理:液体的混合物中加入较难挥发的第三组分溶剂,以增大液体混合物中各组分的挥发度的差异,使挥发度相对地变大地组分可由精馏塔顶馏出,挥发度相对较小地组分则与加入地溶剂在塔底流出,然后进行分离。 二、原油炼制
1 常压蒸馏(300-400℃以下):石油气、石油醚、汽油(石脑油)、煤油、轻柴油、重柴油 2 减压蒸馏:(高沸点)柴油、变压器油、含蜡油等,不能蒸出的为渣油。 三、石油裂解生产烯烃
1. 原料:1)液态油品和裂解副产物乙烷、碳四馏分,2)湿性天然气,3)油田气,4)炼厂气
2. 装置:管式裂解炉,压缩机、蒸馏塔、热交换器、油水分离器、气体干燥、脱酸性气体、炔烃氢化和冷箱
3. 过程:沸点350℃以下的液态烃,在稀释剂水蒸气存在下于750-820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃的过程。停留时间0.2-0.5s。 4. 液态烃高温裂解产品:
5. 精制过程:脱酸、除水、除炔。 6. 分离过程:深冷分离法
轻柴油裂解急冷锅炉压缩洗涤除酸干燥分子筛冷箱脱甲烷塔甲烷-100℃以下水蒸气高压蒸汽富氢气体乙烯乙炔加氢脱乙烷塔乙烯塔乙烷丙炔加氢丙烯塔丙烷C4馏分脱丁烷塔裂解汽油丙烯脱丙烷塔
四、石油裂解生产芳烃 沸点小于220℃,直馏汽油。 全馏程 石脑油分馏65-145℃馏分其它馏分裂解分离加氢催化重整重整生成油加氢裂解汽油裂解汽油加氢芳烃抽取混合芳烃抽余油五、由碳四馏分制取丁二烯
蒸馏苯、甲苯、二甲苯
(60~90℃) 途径:1.由裂解气分离得到的碳四馏分中抽取丁二烯;——萃取精馏法,所用溶剂包括DMF、DMSO、CN、NMP
2.由炼厂气或轻柴油裂解气碳四馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二烯。
生产工艺流程:
循环溶剂泵GA-101DMF中间罐区B-201泵碳四塔顶冷凝器 EA-102丁烷、丁烯罐区R-202碳四原料蒸发罐FA-101第一萃取精馏塔DA-101a,b加热溶剂再沸器EA-103a,b蒸汽再沸器EA-104a,b丁二烯预气提塔DA-110第二萃取精馏塔DA-103a,b第一气提塔DA-102压缩机GB-101冷却器EA-105,106部分粗丁二烯主要溶剂精制塔DA-108a,bFA-103
图2 第一萃取精馏岗位工艺流程图
DMF部分丁二烯第二萃取精馏塔DA-103a,b加热溶剂再沸器EA-110蒸汽再沸器EA-111丁二烯回收塔DA-104压缩机GB-101塔顶冷凝器EA-109洗胺塔DA-109燃烧塔顶冷凝器EA-114a,b溶剂精制塔DA-108a,b溶剂泵GA-108第二气提塔DA-105乙烯基乙炔回流溶剂再生釜EA-124循环图3 第二萃取精馏岗位工艺流程图
注:为了防止丁二烯在萃取精馏塔内自聚,循环溶剂中加入一定量的阻聚剂糠醛和亚硝酸钠,
为了防止溶剂起泡,降低塔板效率,在循环溶剂中加入一定量的消泡剂硅油
甲基乙炔粗丁二烯第一精馏塔DA-106洗胺塔DA-109水泵GA-111第二精馏塔DA-107重组分杂质尾气综合利用精丁二烯水污水 图4 精馏岗生产工艺流程
为了防止产生丁二烯过氧化物和端基聚合物,在第一精馏塔和第二精馏塔回流线和冷
凝器入口加入一定量的阻聚剂对叔丁基邻苯二酚(TBC),为保证第二精馏塔冷凝系统有TBC,产品丁二烯重不含有TBC,馏出物从塔顶出来后分为两条线:馏出物的大部分经EA-118a去产品罐区,一部分进回流冷凝器EA-118bc,经回流罐回流,TBC由EA-118bc入口加入。
§2.3 单体氯乙烯的合成
单体氯乙烯的合成方法:
氧氯化法:1. 氯气经液化或气相与乙烯加成生成二氯乙烷(EDC)
CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl
以溴乙烷为催化剂,反应温度40~50℃,FeCl3或AlCl3为催化剂,反应温度15~135℃,
收率90%
2. EDC热裂解生成氯乙烯单体和HCl
CH2ClCH2ClCH2CHCl+HCl
480~500℃,浮石或活性炭为催化剂,收率50~60%
3. 乙烯、HCl和氧气经氧氯化反应生成EDC和水
CH2CH2+ HCl + O2CH2ClCH2Cl+ H2O
反应温度为330~420℃
总反应:
4CH2CH2+ 2Cl2 + O24CH2CHCl+ 2H2O
流程叙述:
放空C2H4I直接氯化VIIEDCIVEDC裂解残液焚烧Cl2废水VCEDCHClEDCIIIEDC分馏VCO2II氧氯VVC精馏VI废水处理C2H4化EDCHCl废水去界区外废水
乙烷合成法:4C2H6 + 2Cl2 + 3O2
乙炔合成法:C2H2 + HClC2H3Cl4C2H3Cl + 6H2O
§2.4煤炭原料路线 §2.5 其他原料路线
第三讲
第三章 自由基聚合工艺和本体聚合生产工艺
§3.1自由基聚合工艺基础
自由基聚合适用单体——乙烯基单体和二烯烃单体 聚合物结构——碳-碳主链的线型结构