化工工艺绪论及工艺
化学工艺学知识点总结
化学工艺学第一章绪论1、化学工业：运用化学工艺、化学工程及设备,通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门.2、化学工艺即化工生产技术,是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施.3、化学工艺学是根据化学、物理和其他科学的成就,研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科.4、21世纪,化学工业的发展趋势答：1产品结构精细化和功能化；2生产装置微型化和柔性化；3生产过程绿色化和高科技化；4市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段.6、化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源.7、化工产品一般是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料品.8.煤化工：以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业.9.煤的干馏：是指在隔绝空气条件下将煤加热,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程.10．一次加工方法主要包括一次加工和二次加工,一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.11.蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别沸点不同进行分离的方法,是一种没有化学反应的传质、传热物理过程,主要设备是蒸馏塔.12.常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种.13.催化重整：是在铂催化剂作用下加热汽油馏分石脑油,使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程.14.催化重整的原料是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目的时一般采用80～180℃馏分.15．催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程. 16.化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离与精制三大步骤.17.原料的预处理的主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格.18、化学反应是化工生产的核心.实现化学反应过程的设备称为反应器釜或塔.19、产品分离与精制目一是获取符合规格的产品,二是回收、利用副产物.20、组织工艺流程时应遵循的原则有哪些答：1工艺路线技术先进,生产运行安全可靠,经济指标先进合理；2原料和能量利用充分合理；3单元操作适宜,设备选型合理；4工艺流程连续化、自动化；5安全措施得当,“三”治理有效.21、工业催化剂的性能指标是活性、选择性和寿命.22、催化剂的失活原因一般分为中毒、结焦和堵塞、烧结和热失活三大类.22、固体催化剂在使用中应注意事项有哪些答：1要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触；2原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触；3要严格控制催化剂使用温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂.4要维持正常操作条件如温度、压力、反应物配比、流量等稳定,尽量减少波动.5开车时要保持缓慢的升温、升压速率,温度、压力的突然变化容易造成催化剂的粉粹,要尽量减少开车、停车的次数.第一章化学工艺基础1.化工原料根据物质来源可分为无机原料和有机原料两大类.2.煤化工包括煤的干馏包括炼焦和低温干馏,气化,液化和合成化学品等.3.原油：从油井中开采出来没有经过加工处理的石油叫原油,它是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠液体.4.一次加工：一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.5.二次加工：常用的二次加工方法主要有催化重整,催化裂化,催化加氢裂化和烃类热裂解.6.化工生产过程：一般可概括为原料预处理,化学反应和产品分离与精制三大步骤.7.选择性：是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比,用符号S表示.表达式为：转化为目的产物的某反应物的量该反应物的转化总量8.催化剂失活原因一般分为中毒,结焦和堵塞,烧结和热失活三大类.9.催化剂使用注意事项：（1）要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触；（2）原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触；（3）要严格控制操作温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂；（4）要维持正常操作条件的稳定,尽量减少波动；（5）开车时要保持缓慢的升温,升压速率,温度,压力的突然变化容易造成催化剂的粉碎,要尽量减少开,停车的次数.第四章烃类热裂解1.烃类热裂解：是指以石油系烃类为原料,利用石油烃在高温下的不稳定、易分解的性质,在隔绝空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应,以制取低级烯烃的过程.2.烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由原料烃的热裂解和裂解产物的分离精制两部分组成.3.一般将复杂的裂解反应归纳为一次反应和二次反应.4.一次反应：是指原料烃主要是烃类和环烷烃经热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应.5. 二次反应：是指一次反应的产物乙烯、丙烯等低级分子烯烃进一步发生反应生成多种产物,直至最后生焦或炭.6.乙烷裂解的自由基反应包括链引发、链增长反应和链终止反应3个阶段.7.各类烃热裂解的难易顺序可归纳为：异构烷烃>正构烷烃>环烷烃C 6>C 5>芳烃8.从热力学角度分析,裂解是吸热反应,理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在750～900℃.裂解的深度取决于裂解温度和停留时间.管式炉裂解技术的反应设备是裂解炉,它既是乙烯装置的核心,又是挖掘节能潜力的关键设备.9.石油烃类裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压,产生的裂解气要迅速离开反应区.10.烃类的热裂解过程的特点：1烃类热裂解是吸热反应；2烃类热解需在高温下进行,反应温度一般在750℃以上；3为了避免烃类热裂解过程中二次反应,反应停留时间很短,一般在～1s ； 4热裂解反应是分子数增加的反应,烃分压低有利于原料分子向反应产物分子的反应平衡方向移动；5裂解反应产物是复杂的混合物,除了裂解气和液体烃之外,尚有固体产物焦生成.11.裂解气中含有少量的Ｈ2S 、CO 2、H 2O 、C 2H 2、CO 等气体杂质.分析其来源主要有三个方面：一是由原料带入；二是裂解反应过程生成；三是裂解气处理过程引入.12.热泵：是通过做功将低温热源的热量传送给高温热源的供热系统. 2．烃类热裂解的主要目的是生产乙烯,同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等产品.3.乙烯装置生产能力的大小实际反映了一个国家有机化学工业的发展水平.4.烃类热裂解过程非常复杂,具体体现在一下几个方面：1原料复杂2反应复杂3产物复杂7．同碳原子数的烷烃,C-H键能大于C-C键能,故断键反应比脱氢反应容易发生.8.带支链烃的C-C键或C-H键的键能较直链烷烃的C-C键或C-H键的键能小,易断裂,所以,带支链的烃容易裂解或脱氢.9.带侧链的环烷烃首先经行脱烷基反应,脱烷基反应一般在长侧链的中部开始断裂,一直进行到侧链为甲基或乙基,然后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反应,环烷烃脱氢比开环生成烯烃容易.10.在较高的温度下,低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢.11.正构烷烃在各族烃中最有利于生成乙烯、丙烯.12.异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃.13.烃类热裂解过程的特点：1吸热反应高温2体积增大低压3易发生二次反应14.裂解深度：指裂解反应进行的程度.15.裂解炉设计开发的根本思路是提高裂解过程的选择性和设备的生产能力.16.提高裂解过程选择性的主要途径：1提高反应温度2缩短停留时间3降低烃分压17.工业上一般采用蒸汽作为稀释剂,其优点有如下几点：1裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难.2水蒸汽热容量大,使系统有较大的热惯性,当操作供热不平稳时可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热.3抑制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐蚀.4脱除结碳.18.裂解供热方式有直接供热和间接供热.19.急冷的方法有两种：一种是直接急冷,一种是间接急冷.20.裂解气的净化与分离目的是除去裂解气中的有害杂质.21.工业生产上采用的裂解气分离方法主要有：油吸收精馏分离法、深冷分离法、吸附分离法、络合物分离法.22.工业上脱水的方法有多种,如冷冻法、吸收法、吸附法.补充：第5章芳烃转化过程石油芳烃主要来源于石脑油重整生成的油及烃裂解生成乙烯副产的裂解汽油.工业上广泛应用的芳烃转化反应主要有：C8芳烃的异构化、甲苯的歧化和C9芳烃烷基的转移、芳烃的烷基化、烷基芳烃的脱烷基化等.芳烃歧化：是指两个相同的芳烃分子在酸性催化剂作用下一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反应.烷基转移是指两个不同的芳烃分子之间发生烷基转移的反应.芳烃的烷基化是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基取代生成烷基芳烃的反应.第6章催化加氢与脱氢1、催化加氢：是指有机化合物中一个或几个不饱和官能团在催化剂作用下与氢气的加成反应.2.催化加氢反应在化学工业中一是用于合成有机产品,二是用于许多化工产品的加氢精制.3.骨架催化剂：将具有催化活性的金属和载体铝或硅制成合金,再用氢氧化钠溶液浸渍合金,溶解其中的铝或硅,得到活性金属构成的骨架状物质4.加氢催化剂按其形态主要可分为金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类.5.下列芳烃加氢的顺序正确的是CA C 6H 5CH 3>C 6H 6>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33B C 6H 4CH 32>C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33C C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33D C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33 >C 6H 4CH 326炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混合在一起加氢时,其反应速率顺序为DA. 二烯烃>炔烃>单烯烃>芳烃B. 炔烃>单烯烃>二烯烃>芳烃C. 二烯烃>单烯烃>芳烃>炔烃D. 炔烃>二烯烃>单烯烃>芳烃7.绝热式反应器乙苯脱氢工艺中,水蒸气和乙苯的摩尔比为AA. 14：1B. 13：1C. 12：1D. 10：18.金属催化剂：就是把活性组分如Ni 、Pd 、Pt 等金属分散于载体上,以提高催化剂活性组分的分散性和均匀性,增强催化剂的强度和耐热性.9.目前工业生产上采用的催化剂大致可分为锌铬系和铜锌或铝系即铜基催化剂两大类.10.低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大部分组成.第7章烃类选择性氧化1.烃类选择性氧化过程的特点答：1反应放热量大；2反应不可逆；3反应过程易燃易爆；4反应途径复杂多样.2．如何提高烃类选择性氧化安全性答：1原料配比一定要控制在爆炸极限之外；2在设计氧化反应器时,除考虑设计足够的传热面积及时移走热量外,还要在氧化设备上设上加设防爆口,装上安全阀或防爆膜；3反应温度最好采用自动控制,至少要有自动报警系统.4还可以采用惰性气体的办法稀释作用物,以减少反应的激烈程度,防止发生爆炸.3.非均相催化氧化主要是指气态有机原料在固体催化剂存在下以气态氧作为氧化剂氧化为有机产品的过程.4.气固相催化氧化反应都是强放热反应,工业上常用的反应器有两种：列管式固定床反应器和流化床反应器.5.流化床反应器是一种利用气体或液体通过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器.6.流化床反应器从其结构来看自下而上大致分为锥形体、反应段和扩大段三部分.7.简述液相均相催化氧化技术优缺点.主要优点：（1）反应物与催化剂同相,不存在固体表面上活性中心性质及分布不均匀的问题,作为活性中心的过渡金属活性高,选择性好；（2）反应条件不太苛刻,反应比较平稳,易于控制；（3）反应设备简单,容积小,生产能力高；不足之处：（1）反应温度通常不太高,因此反应热利用率较低；（2）在腐蚀性较强的体系中要采用特殊材质；（3）配位催化氧化反应体系需用贵金属盐作为催化剂,因此必须分离回收.8.工业上常用的非均相反应器有两种：列管式固定床反应器和流化床反应器.9.热点：列管式反应器轴向的温度分布主要取决于沿轴向各点的放热速率和管外载热体的除热速率,一般反应器内沿轴向温度分布都有一个最高温度.10.简述丙烯腈生产过程中加入水蒸汽的作用答：1水蒸汽可促使产物从催化剂表面解析出来,从而避免丙烯腈深度氧化；2加入水蒸气后可起到降低反应物浓度作用,从而对保证安全生产防范爆炸深度氧化；3水蒸汽的比热容较大,加入水蒸气可以带走大量的反应生成热,使反应温度易于控制；4加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清楚作用.第8章羰基合成1.羰基化反应：在过渡金属配位化合物催化剂存在下一氧化碳参与有机合成、分子中引入羰基的反应.2.甲醇低压羰基化反应主反应方程式：COOH CH CO OH CH 33→+,使用催化剂：铑—碘催化体系,反应温度：130～180℃.第9章 氯化1.氯化是指在化合物分子中引入氯原子以生产氯的衍生物的反应过程.氯化过程的主要产物是氯代烃,氯代烃的主要应用领域有两个：一是作溶剂,二是用作合成大量有机产品及精细化工产品的中间体和聚合物的单体.2、取代氯化、加成氯化和氧氯化是氯代烃的主要生产方法.3.目前, 与其他方法相比,原料来源广且价格较低,生产工艺合理,生产成本较低,产量约占吕乙烯总产量的90%以上.Ａ.平衡氧氯化法 B.乙炔法 C.乙烯法 D.烯炔法。
化工工艺绪论(ppt 37页)
按化学组成可分为烃类和非烃类两大类。 烃类主要是烷烃、环烷烃和芳香烃，一般不含烯烃。 非烃类主要是含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物及胶质
和沥青质等。 将原油加工成各种石油产品的过程称为石油炼制。 石油在开采和加工过程中，得到许多气体和液体产品，它们
狭义的化学工业则是指“化学工业部”所产管量辖很的大那。部分行业和
企业的整体。随着行政管理体制的变更，由化这学些工烃业类部产所品管经辖过各种化学合成科学生的产。出种类繁多、品种各异、用途广泛的有
一般认为化学工业应介于上述广义和狭义机的化定工义产之品间，。如由乙烯为原料进一步合成生
煤的间接液化是预先制成合成气，然后通过催化剂作用将 合成气转化为烃类燃料、含氧化合物燃料。
在20世纪50年代，煤曾作为有机化工的主要原料。60年代 后，由于石油化工的发展，使煤在化工原料中的位置下降。 但由于石油及天然气储量有限，所以近年来煤化工又逐渐 发展起来。
绪 论
（二）天然气及其利用
解：单程转化率＝
＝
＝65%
×100%
×100%
绪 论
（2）总转化率
有机化工生产技术
对于有循环和旁路的生产过程，常用总转化率。
总转化率＝
×100%
例0－2用乙烷作原料裂解生产乙烯，通入裂解炉的新鲜原料 乙烷为5000 kg/h ，裂解气分离后，没有反应的乙烷2000kg/h又 返回了裂解炉进行反应，最终分析裂解气中含乙烷1500 kg/h， 求乙烷的总转化率。
拔顶气中乙烷占2～4%，丙烷约占30%，丁烷约占50%， 其余为C5以上的组分，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料；
化工工艺课件
由于农业发展和军工生产的需要，以天然有机肥料及天然硝石作为氮肥主要来源已不能满足需要，迫切要求解决利用空气中氮的问题。20世纪初，很多化学家积极从事氨合成的理论基础研究和工艺条件试验，德国物理化学家F.哈伯和工程师C.博施于高压、高温和有催化剂存在时，利用氮气和氢气成功地直接合成了氨（见合成氨工业发展史）。
随着造纸、染料和印染等工业的发展，对烧碱和氯气的需要不断增加，由苛化法制得的烧碱已不能满足要求。在直流发电机制造成功之后，1893年开始用食盐饱和水溶液以电解法生产烧碱和氯气（见氯碱工业发展史）。 到19世纪末叶，形成了以硫酸、纯碱、烧碱、盐酸为主要产品的无机化工。苛化法 汞阴极法 隔膜法 离子膜法
工艺专业的主要任务
分析研究化工生产过程规 律，根据所学的‘知识’来研究原料最大限度转化为产品的方法、过程、工艺操作条件和生产工艺流程。
理论环节
实践环节
根据工艺操作规程要求，要的控制工艺操作条件，保证原料最大限度的转化为目的产物。
第一章：绪论
化学工业按其生产原料划分
基本有机化工 基本无机化工 高分子化工 精细化工 生物化工
医药 农药 肥料 染料 涂料等
按产品类别及产量划分
按产品的用途划分
按产品类别及产量划分
中国对化学 工业的分类
按化工产品划分19类产品 按行政管理划分20个行业 见表1-1
表1-1中国化学工业范围划分
§1-1 化学工业及其发展概况 §1-1-1化学工业 一、概念 以天然物质或其他物质为原料，通过化学方法和物理方法，使其结构、形态发生变化，生成新的物质，制成生产资料和生活资料的工业。 二、重要性 ☆ 化学工业是国民经济的支柱产业。 ☆ 它不仅和人民生活息息相关，而且对国 家的现代化建设以及人类的生存和发展起 着重要作用。见下页
化工工艺学_习题考试复习
化⼯⼯艺学_习题考试复习第⼀章绪论1、化⼯⼯艺学：研究由化⼯原料到化⼯产品的转化⼯艺，系指原料物质经过化学反应转变为产品的⽅法和过程，包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。
2、化⼯⼯艺学是研究内容：由化⼯原料加⼯成化⼯产品的⽣产过程的⽣产⽅法、原理、流程和设备。
3、化⼯⼯艺学的研究⽬的：是创⽴技术先进、经济合理、⽣产安全、环境⽆害的⽣产过程。
4、化⼯⽣产过程：原料预处理、化学反应、产品分离及精制和产品包装与储运四⼤步骤6、“三烯三苯⼀炔⼀萘”：⼄烯、丙烯、丁⼆烯、苯、甲苯、⼆甲苯以及⼄炔和萘。
7、绿⾊化学⽬标为任何⼀个化学的活动，包括使⽤的化学原料、化学和化⼯过程、以及最终的产品，对⼈类的健康和环境都应该是友好的。
第⼆章化⼯原料1、化学⼯业的主要原料：包括煤、⽯油、天然⽓和农副产品等。
2、煤的化⼯利⽤途径主要有煤⼲馏、煤⽓化、煤液化、煤制电⽯。
3、煤的⼲馏是煤在隔绝空⽓条件下，加热分解形成⽓态（煤⽓）、液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物过程（炼焦、焦化）4、煤的⽓化以煤、焦炭（半焦）为原料，以⽔蒸汽、氧⽓或空⽓为⽓化剂，在⾼温（900～1300℃）条件下，转化成主要含有氢⽓和⼀氧化碳的过程。
5、对⽯油进⾏⼀次加⼯和⼆次加⼯。
⼀次加⼯⽅法为常压蒸馏和减压蒸馏；⼆次加⼯主要⽅法有：催化重整、催化裂化、加氢裂化和烃类热裂解等。
6、原油预处理：⽅法：⽤加破乳剂和⾼压电场联合作⽤的脱⽔脱盐——电脱盐脱⽔。
罐注⽔⽬的：溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作⽤、利于⽔滴聚集。
原理：破乳剂和⾼压电场作⽤下破乳化，使⽔凝聚沉降分离。
为什么原油要进⾏预处理：含盐、含⽔来源；含⽔——增加燃料消耗和冷却⽔消耗；含盐、----在炉管、换热器管形成盐垢，堵塞管路；设备腐蚀7、原油常减压蒸馏主要设备：常压塔，蒸馏塔。
原因：其中350℃以上的⾼沸点馏分，在⾼温（>400℃）会发⽣分解和缩合反应，产⽣焦炭，导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550℃的馏分。
化工工艺学课件第一章
两者相辅相承，密不可分
第12页，本讲稿共43页
1.1 化学工艺学的研究范畴
通过本课程的学习应做到：
在化工生产的理论与实践方面获得较为完整而清晰 的概念；
对化学工业概况有所了解，掌握化学工业与其它各
工业部门之间的关系； 了解化学工业的生产情况和发展趋势； 熟悉物理学、无机化学、有机化学和物理化学的某
甲乙酮
溶剂
烯
水合
仲丁醇
脱氢或氧化脱氢
丁二烯
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脱氢
正丁烯
深加工产品见上
正
异构化
丁
烷
氧化
异丁烷 顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮
蒸汽裂解
乙烯、丙烯、丁二烯等
异
烷基化
丁
脱氢
烷
蒸汽裂解
烷基化汽油
异丁烯
深加工产品见上
乙烯、丙烯、丁二烯等
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苯
加乙烯烷基化
加丙烯烷基化 加十二烯
设计环境友好新分子和新材料，使用无公害的原材料路线，开发 洁净、高效的新型反应、分离技术以及反应与分离集成技术，最终实 现零排放的绿色化学工艺，达到用新的反应与分离技术实现化学工业 的低能耗、无污染，同时研究天然产物分离纯化与合成。 高新技术用功能化学品的合成：
研制信息产业微电子用各类高纯化学品、航空航天用高能量密 度燃料，高效、高选择性催化材料，高性能膜材料，特种材料用单 体等，确保高新技术领域的发展需求。探索新型催化过程及机理， 研究界面反应与传递。
过程科学与工程技术：
开展分子热力学、过程系统工程、过程模拟放大等基础研究， 解决原型技术的工业放大。
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本学科五个稳定的研究方向：
化学工艺学知识点总结
化学工艺学第一章绪论１、化学工业:运用化学工艺、化学工程及设备，通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保与安全地将原料生产成化工产品得特定生产部门。
2、化学工艺即化工生产技术，就是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品得方法与过程，包括实现这种转变得全部化学得与物理得措施。
３、化学工艺学就是根据化学、物理与其她科学得成就，研究综合利用各种原料生产化学产品得方法原理、操作条件、流程与设备，以创立技术先进、经济上合理、生产上安全得化工生产工艺得学科。
4、21世纪,化学工业得发展趋势?答:(1）产品结构精细化与功能化;(２）生产装置微型化与柔性化;（3）生产过程绿色化与高科技化；(４)市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就就是用先进得化工技术与方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害得各种物质得一种技术手段。
6、化学工业得基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品得在自然界天然存在得资源。
７、化工产品一般就是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来得新物料（品）.８、煤化工：以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体与固体燃料及化学品得工业。
9、煤得干馏：就是指在隔绝空气条件下将煤加热，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯与焦炉气得过程。
10．一次加工方法主要包括一次加工与二次加工，一次加工方法主要包括常压蒸馏与减压蒸馏.11、蒸馏就是一种利用液体混合物中各组分挥发度得差别(沸点不同)进行分离得方法,就是一种没有化学反应得传质、传热物理过程，主要设备就是蒸馏塔。
12、常用得二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化与烃类热裂解四种.１3、催化重整：就是在铂催化剂作用下加热汽油馏分(石脑油），使其中得烃类分子重新排列形成新分子得工艺过程。
14、催化重整得原料就是石脑油，以生产高辛烷值汽油为目得时一般采用8０~１80℃馏分。
１5。
催化加氢裂化就是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢与裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油与气体等产品得加工过程.１6、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应与产品分离与精制三大步骤。
精细化工工艺学 第一章 绪论
其结果必然导致技术垄断性强、销售利润率高。
商品性强、市场竞争激烈
精细化学品种类繁多，商品性很强，用户对 商品的选择性很高，市场竞争非常激烈，因而 应用技术和技术服务是组织精细化工生产的两 个重要环节。国外所有精细化工企业极其重视 技术开发、技术应用、技术服务这些环节间的 协调，反映在人员配备比例上，技术开发、生 产经营（不包括工人）和产品销售（包括技术 服务）大体为2:1:3。 国外精细化工的研究开发费用：各种技术费 用占销售额8～10%，其中研究开发费30～40%， 应用开发费15～20%，市场开发及技术服务费 30～40%，工程技术服务费10～20%。可见市场开 发及技术服务占了很大比例。
1.1.4 Characteristic of fine chemical industry
（l）多品种小批量 （2）综合生产流程和多功能生产装置 （3）高技术密集度 （4）商品性强 、市场竞争激烈 （5）新产品开发周期长，费用高
（6）产品附加值高
产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的 折旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人 的工资、动力消耗以及技术开发等费用。
反映：劳动力、技术利用情况以及利润是否高。
投资效率：（%）=（附加值/固定资产）×100% 基于以上特点精细化工一般适合乡镇企业生产。
据报导，投入石油化工原料50亿美元，产出脂肪烃、
芳烃等初级化学品仅为100亿美元；二次加工成烯烃、 乙二醇、对苯二甲酸和苯胺等有机中间体，则可产 出200亿美元；若再进一步加工成塑料、纤维和橡胶 等三大合成材料，其产出将上升到400亿美元；最后
制成农药配剂、医药品、纺织品、印刷品以及汽车
材料等精细化工产品，其总产出可达5300亿美元， 高出初级制品53倍，为投入的100多倍。可见，初级
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
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方埠化工厂
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2.化工生产的基本任务 研究化工生产的基本过程和反应原理 确认化工生产的工艺流程和最佳工艺条件。 生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强
化生产的方法。
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方埠化工厂
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温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。 当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状
态方程来计算密度。由
p -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2； M -------- 气体的摩尔质量，kg/kmol； T -------- 气体的绝对温度，K； R -------- 气体常数，8.314 kJ/(kmol K)。
方埠化工厂
化工工艺操作培训教材(PPT64页)
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1.2.1 流量
单位时间内流过管道任一截面的流体量称为 流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量， 以Vs表示，其单位为m3/s；若流体量用质量来 计算，则称为质量流量，以ws表示，其单位为 kg/s。
计算
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1.1.2 流体的静压强
一. 静压强
流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强， 或称为静压强。其表达式为
式中
N；
p -------- 流体的静压强，Pa； FV------- 垂直作用于流体表面上的力，
A -------- 作用面的面积，m2。
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1.1 苯乙烯的性质和用途苯乙烯，分子式88H C ，结构式256CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。
如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。
苯乙烯（SM ）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是基本有机化工的重要产品之一。
苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。
苯乙烯难溶于水，25℃时其溶解度为0.066%。
苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。
苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/L 。
浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。
苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范围为1.1～6.01%（体积分数）。
苯乙烯（SM ）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。
苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。
在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。
因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。
苯乙烯（SM ）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS 塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS 塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。
由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。
目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。
世界苯乙烯生产能力在1996年已达1900万吨，目前全世界苯乙烯产能约为2150～2250万吨。
1.2 原料的主要性质与用途1.2.1 乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。
表1.1 乙苯的其它性质序号常数名称计量单位常数值备注1 分子量106.162 液体比重0.882 0℃3 沸点℃136.2 101325Pa4 熔点℃-94.4 101325Pa5 液体热容量kJ/（kg K） 1.754 298.15K6 蒸汽热容量Kcal/（kg K）0.285 27℃7 蒸发热kJ /mol 35.59 正常沸点下8 液体粘度104kgSee/M20.679 20℃9 生成热Kcal/mol 2.98 20℃10 在水中溶解度11 燃烧热Kcal/mol 1101.1 气体12 闪点℃1513 自然点℃553.014 爆炸范围%(体积) 2.3～7.41.2.2 乙苯的主要用途乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料。
1.3 苯乙烯常见生产方法1.3.1 环球化学∕鲁姆斯法以乙苯为原料，采用脱氢反应器，由开始的单级轴向反应器，中间经历开发了双级轴向反应器到双径向反应器再到双级径向反应器的各种组合优化的多种反应器；反应器的操作压力有开始的正压发展到今天的负压；汽油比有开始的2.5:1发展到今天1.3：1；蒸汽消耗由开始的10kg∕kgSM发展到今天的4kg∕kgSM。
UOP∕Lummus的Classic SM流程中乙苯脱氢工艺装置主要有蒸汽过热炉、绝热型反应器、热回收器、气体压缩机和乙苯∕苯乙烯分离塔。
过热炉将蒸汽过热至800℃而作为热引入反应器。
乙苯脱氢的工艺操作条件为550～650℃，常压或减压，蒸汽∕乙苯质量比为1.0～2.5。
图1.1 UOP∕Lummus的Classic SM工艺流程UOP∕Lummus的“SMART” SM工艺是在Classic SM工艺基础上发展的一项新工艺，即在工艺Classic SM工艺的脱氢反应中引入了部分氧化技术。
可提高乙苯单程转化率达80%以上。
“SMART”技术的优点在于，通过提高乙苯转化率，减少了未转化乙苯的循环返回量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取代中间换热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧化中间加热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经济性明显优于传统工艺。
该技术可用于原生产装置改造，改造容易且费用较低。
目前采用“SMART”工艺SM装置有3套在运行。
图1.2 Lummus的SMART乙苯脱氢工艺流程图表1.1“SMART”与 Classic比较反应条件和结果Classic “SMART”工艺苯乙烯选择性∕% 95.6 95.6乙苯转化率∕% 69.8 85水比 1.7 1.3 蒸汽∕苯乙烯∕t∕t 2.3 1.3燃烧油∕苯乙烯∕kg∕t 114.0 69.01.3.2 Fina∕Badger法Badger工艺采用绝热脱氢，蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。
蒸汽过热至800～900℃，与预热的乙苯混合再通过催化剂，反应温度为650℃，压力为负压，蒸汽∕乙苯比为1.5%～2.2%。
图1.3 Fina∕Badger法乙苯脱氢工艺生产流程示意图1.3.3 巴斯夫法巴斯夫法工艺特点是用烟道气加热的方法提供反应热，这是与绝热反应的最大不同。
其流程如下图所示：图1.4 巴斯夫法工艺流程示意图1.3.4 Halcon法Halcon法又称PO－SM联产法。
Halcon法公司开发，于1973年在西班牙实现工业化。
反应过程中乙苯在液相反应器中用氧化成过氧化物，反应条件为压力0.35MPa，温度141℃，停留时间4h，生成的乙苯过氧化物经提浓度到17%后，进入环氧化工序。
环氧化温度为110℃、压力为4.05MPa。
环氧化反应液经蒸馏得环氧丙烷。
环氧化另一产物甲基苄醇在260℃、常压下脱水得苯乙烯。
反应流程如图4所示。
1-过氧化塔；2-提液塔；3-环氧化塔；4，5-分离塔；6-环氧丙烷提浓塔；7-甲基苄酯脱水塔；8-苯乙烯提浓塔；9-苯乙酮加氢器图1.5 Halcon法工艺流程示意图1.3.5 裂解汽油萃取分离法日本日本东丽公司开发了Stex法裂解汽油萃取分离苯乙烯技术，同时还开发了专用萃取剂，可分离出纯度大于99.7%的苯乙烯，同时可生产对二甲苯，并降低裂解汽油加氢负荷，生产成本仅为乙苯脱氢法的一半。
1.3.6 环氧丙烷联产法环氧烷联产法是先将乙苯氧化成乙苯氢过氧化物，再使之在Mo、W催化剂存在下与丙烯反应生成环氧丙烷和 －苯乙醇，后者脱水可得到苯乙烯。
其优点是克服了AlCl法有污染、腐蚀和需要氯资源的特点；缺点是流程长、投资大，3对原料质量要求较高，操作条件严格，联产品多，每吨苯乙烯联产0.45t左右的环氧丙烷，因此不适宜建中小型装置。
目前世界上拥有该技术的有阿尔科化学、壳牌和德士古化学。
第2章生产工艺说明2.1 本工艺设计说明2.1.1 生产任务年产50万吨精苯乙烯，纯度≥99.8%。
2.1.2 生产方法采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
鲁姆斯(Lummus)公司经典苯乙烯单体生产工艺技术具有深度减压，绝热乙苯脱氢工艺。
鲁姆斯（UOP∕Lummus）经典苯乙烯单体生产工艺是全世界生产苯乙烯（SM）单体中最成熟和有效的技术，自1970年实现工业化以来，目前大约有55套装置在运转。
乙苯(EB)脱氢是在蒸汽存在下，利用蒸汽来使并维持催化剂处于适当的氧化状态。
蒸汽既加热反应进料、减少吸热反应的温度降，同时蒸汽也降低产品的分压使反应平衡向着苯乙烯(SM)方向进行，且又可以连续去除积炭以维持催化剂的一定活性。
高温、高压蒸汽稀释和低反应系统压力能提供良好的反应平衡曲线，对乙苯(EB)转化为苯乙烯(SM)有利，在有两个绝热反应器的工业生产装置中，乙苯(EB)的总转化率可达到70%～85%。
新鲜乙苯和循环乙苯先与一部分蒸汽混合，然后在一个用火加热的蒸汽过热器内进行过热，再与过热蒸汽相混合，在一个两段、绝热的径向催化反应系统内进行脱氢。
热反应产物在一个热交换器内冷却以回收热量并冷凝。
不凝气（主要是氢气）压缩后，经回收烃类后再用作蒸汽过热器的燃料，而冷凝液体分为冷凝水和脱水有机混合物（DM）。
在脱水有机混合物(DM)（苯乙烯、未反应乙苯、苯、甲苯和少量高沸物）中加入一种不含硫的阻聚剂(NSI)以减少聚合而损失苯乙烯（SM）单体，然后在乙苯/苯乙烯单体（EB/SM）分馏塔进行分离，塔顶轻组分(EB及轻组分(苯/甲苯)从塔顶取得)去乙苯分离塔，从而从乙苯分离出苯和甲苯，回收的乙苯返回脱氢反应器原料中。
EB/SM塔底物（苯乙烯单体和高沸物）在最后苯乙烯分馏塔内进行分馏，塔顶产品即为苯乙烯（SM）单体产品，少量的塔底焦油用作蒸汽过热器的燃料，蒸汽过热器所需大部分燃料来自脱氢废气和苯乙烯焦油。
2.1.3 生产控制参数及具体操作1 投料配比水蒸气:乙苯=3:1（质量比）2 温度、压强和时间脱氢温度控制在600℃左右，负压；多塔分离控制在常温，常压。
3 具体操作在脱氢反应器600℃条件下，加入定量的水蒸气、乙苯和氧气混合气体，反应完全后；通到冷凝器进行冷凝、降温；输送到气体压缩机油水分离器将有机相和无机相分离，保持恒温20℃左右；和阻聚剂一起加到粗馏塔中，初步分离，塔顶为乙苯、苯和甲苯，塔底为苯乙烯、焦油；将其送至乙苯塔和苯乙烯精制塔，乙苯塔分离出乙苯和甲苯、苯，把乙苯送回脱氢反应器，还将甲苯和苯送到苯∕甲苯塔分离，分离出甲苯和苯。
生产工艺流程见Lummus的“SMART”乙苯脱氢工艺流程图。
图2.1 Lummus的SMART乙苯脱氢工艺流程图。