化学工艺学 第四章-3 C8芳烃分离
化学工艺学米镇涛答案
化学工艺学米镇涛答案【篇一：科研论文(合成氨工艺综述)】t>（题目：合成氨工艺综述学生姓名：学号：学院：化工学院班级：二〇一四年三月合成氨工艺综述摘要：本文总结了全国合成氨的主要生产方法，从工艺选择、合成氨原料来源、原料及组成、工艺流程，以及合成氨当今的技术结构进行了重点的分析介绍。
关键词：合成氨；工艺技术；原料；流程合成氨是由氮和氢在高温高压下并在催化剂的作用下合成的，世界上除少量从焦炉气中回收外，工业上绝大多数合成氨是由合成法制得。
生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重油、煤炭等等。
其合成的工艺技术也有多种，其中以天然气蒸汽转化法和水煤浆气化法制取合成气最为常见。
一合成氨原料及组成（一）气态烃原料合成氨的气态原料主要包括天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等等，其中天然气的主要组份为：90%以上的甲烷和少量氮气、氢气。
焦炉气的主要成分是：50%多的氢气和25%的甲烷，还有一些其他碳氢化合物。
炼厂干气的主要成分是：气体碳氢化合物为主，以及氮气和氧气，还有一氧化碳和二氧化氮。
（二）液态烃原料合成氨的液态烃原料有：重油、渣油。
其不同厂的渣油成分有些细微的差别，但其主要成分碳含量86%以上，氢含量基本在11%以上还有一些别的物质。
（三）固态原料固态原料主要是煤，有有烟煤、无烟煤、褐煤等等。
物质不同其燃烧值也不同，无烟煤热值最高，烟煤其次。
这也就说明无烟煤的碳含量最高，为89%-98%。
二合成氨工艺技术（一）以天然气为原料制造合成氨工艺技术以天然气为原料制造合成氨的生产过程采用的是蒸汽转化法和加氧催化法，其中以蒸汽转化法为主。
主要流程是天然气和蒸汽在一段转化炉中在催化剂的作用下将天然气中的烷烃转化为以氢气和一氧化碳为主的合成气。
合成气在经过二段转化炉，同时在加入空气，这样一方面使得残余的甲烷进一步燃烧，另一方面配入合成氨所需要的氮气，使得原料气中的氢氮比达到3:1；从二段转化炉出来的转化气中含有一定的一氧化碳，在经过变换工段把一氧化碳变化成二氧化碳，由于二氧化碳对合成氨是无用且有害的气体，会使得合成氨的催化剂中毒，所以必须进行脱除，分别进入低温甲醇洗和液氮洗；脱碳后的气体经过压缩机送往合成塔进行氨的合成。
化学工艺学学习总结
化学工艺学学习总结摘要本文主要是关于芳烃转化过程的综述还有学习心得。
主要从芳烃的来源与生产方法，芳烃的转化，C8芳烃的分离三个方面进行总结。
了解这个课程的研究目的，研究范畴还有研究作用。
了解到关于化工生产原料资源的加工开发，生产工艺流程，反应条件的影响等化学工艺基础。
关键词芳烃转化芳烃生产芳烃分离芳烃的主要来源于焦煤和石油。
由于各国的资源不同，裂解汽油生产的芳烃在石油芳烃中比重也不同。
芳烃裂解的主要目的是为了得到三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘。
这些产品广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、增塑剂、染料、医药、农药、炸药、香料、专用化学品工业。
化工行业会根据市场需求的变化，选择生产不同的产物，来适应市场需求。
芳烃的生产可分为焦化芳烃生产和石脑油芳烃生产。
前者是在高温作用下，煤在焦炉碳化室内进行干流是，煤质发生一系列的物理化学变化，生成大量焦炭外，还副产粗煤气，粗苯，煤焦油。
粗煤气经初冷、脱氨、脱萘、终冷后，进行初苯回收，再对初苯进行分馏，从而获得有用的芳烃。
石脑油芳烃生产可分为三种方法，催化重整生产芳烃、裂解汽油生产芳烃、轻烃芳构化和重芳烃轻质化。
催化重整芳烃包括环烷脱氢、五元环异构脱氢、烷烃异构加氢裂解等反应需要用热稳性好的贵金属元素做成的催化剂，在425℃~525℃进行。
裂解汽油生产芳烃需要对裂解油进行预处理除去C5馏分，再对其进行加氢。
一段加氢将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以及烯基芳烃转化为芳烃。
二段加氢在较高温条件使单烯烃饱和，并脱除硫氧氮等有机化合物。
轻烃芳构化是利用世界过剩的低价液化石油气（丙烷、丁烷）为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构化生产芳烃。
重芳烃轻质化主要利用重整生成油、裂解汽油和焦化器由中的C9重芳烃来生成增塑剂、树脂等产品。
由催化重整和加氢精制的裂解汽油得到的都是芳烃与非芳烃的混合物，由于他们的碳数相近，容易形成共沸物，一般的蒸馏方法难以将其分离。
化学工艺学(第4章)
超短停留时间裂解炉（ USRT炉）
简称毫秒裂解炉。是美国凯洛格公司和日本出 USRT炉单台炉的乙 光石油化学公司在70年代末共同开发成功的新 烯50～60kt／ａ。 型管式裂解炉。 首次应用于日本出光 炉子由十多根直径约为2.54cm,长约10m的单根 石油化学公司所属千 直管并联组成。反应管吊在辐射室中央，由底 叶化工厂的年产 部烧嘴进行双面辐射加热。物料由下部进入上 部离开并迅速进入专用的USX型急冷锅炉,每两 300kt乙烯的生产装 置上。根反应管合用一个USX，多个USX合接一个二次 急冷锅炉。裂解过程停留时间可低于100ms,从 中国兰州石油化学公 而显著提高了反应的选择性。 司也将采用这种裂解 同传统的管式裂解炉相比，乙烯相对收率约可 炉生产乙烯。 提高10％，甲烷和燃料油则有所减少。
汽油 gasoline
复杂烃类(碳原子数约4～12)的混合物 汽油的热值约为44000kJ/kg 制备：由石油分馏或重质馏分裂化制得 分类用途 ：根据制造过程可分为直馏汽油、热 裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽 油、叠合汽油、加氢裂化汽油、裂解汽油和烷 基化汽油、合成汽油等
烷基化
羰基合成
烃类热裂解
石油的二次加工过程，石油化工的基础
用不同的催化剂，将烃类加热至750-900ºC， 发生热裂解
短双键/活泼 /重要化工原料
原料
轻质烃:
气态烃、石脑油、轻柴油、 粗柴油和减压柴油等
产品
三烯：乙烯、丙烯、丁二烯 三苯：苯、甲苯、二甲苯
重质烃:重油、渣油、原油
闪蒸馏分油和原油等
烃类的热裂解
LSCC炉反应器的特点
原料入口处为小口径管双排双面辐射加热，物 料能迅速升温，缩短停留时间，后继的反应管 则为单排双面辐射，管径采取逐管增大方式以 达到降低烃分压的目的。 物料在反应管中的停留时间为0.2～0.4s。短停 留时间和低烃分压使裂解反应具有较高的选择 性，乙烯产率高。 LSCC裂解炉在工业上得到一定的应用，单台炉 的乙烯年产量可达70kt。
化工工艺学-第四章-烃类裂解
99.3% （ 1.54 26.7%） 乙烷的总转化率= 100%=58.59% 99.3%
对于混合烃原料裂解，用转化率表示其裂解进行的程度时， 一定要选有代表性的组分，否则无法表示裂解程度。例如，
乙烷和丙烷两种烃混合裂解，只能选丙烷计算其转化率，
不能选乙烷，因为丙烷裂解时可以生成乙烷。
单环或少环芳烃→多环芳烃→稠环芳烃→液体焦油→固体沥青质→焦
各 族 烃 裂 解 生 成 乙 烯 、 丙 烯 能 力 的 规 律
正构烷烃裂解反应特点：生产乙烯、丙烯的理想原料
异构烷烃裂解反应特点：异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯
收率远较正构烷烃裂解所得收率低，而氢、甲烷、C4及 C4以上烯烃收率较高
环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。
无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃； 有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有 结焦的倾向 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 各族烃的裂解难易程度：正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳 环>五碳环）>芳烃
三、烃类裂解反应机理 -自由基反应
断裂C-C键产生一对自由基 活化能高 自由基夺氢 ，活化能 不大。被夺走氢的容 易顺序：伯氢>仲氢> 叔氢。自由基分解反 应是生成烯烃的反应。
1) 在任何轻质油品中都有正戊烷；
2) 在裂解过程中，正戊烷只减少不增加；
3) 在裂解过程中易分析。
正戊烷裂解的反应速率常数可用k5表示。动力学裂解深度函
数与转化率之间的换算为：
KSF = k5dt
0 t
环烷烃较相应的链烷烃稳定，但是一般裂解条件下也可以 发生断链和脱氢反应生成乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃、单环
烯烃和氢气等产物。
环 烷 烃 裂 解 一 次 反 应
化学工艺学学习总结
化学工艺学学习总结第一篇：化学工艺学学习总结化学工艺学学习总结摘要本文主要是关于芳烃转化过程的综述还有学习心得。
主要从芳烃的来源与生产方法，芳烃的转化，C8芳烃的分离三个方面进行总结。
了解这个课程的研究目的，研究范畴还有研究作用。
了解到关于化工生产原料资源的加工开发，生产工艺流程，反应条件的影响等化学工艺基础。
关键词芳烃转化芳烃生产芳烃分离芳烃的主要来源于焦煤和石油。
由于各国的资源不同，裂解汽油生产的芳烃在石油芳烃中比重也不同。
芳烃裂解的主要目的是为了得到三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘。
这些产品广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、增塑剂、染料、医药、农药、炸药、香料、专用化学品工业。
化工行业会根据市场需求的变化，选择生产不同的产物，来适应市场需求。
芳烃的生产可分为焦化芳烃生产和石脑油芳烃生产。
前者是在高温作用下，煤在焦炉碳化室内进行干流是，煤质发生一系列的物理化学变化，生成大量焦炭外，还副产粗煤气，粗苯，煤焦油。
粗煤气经初冷、脱氨、脱萘、终冷后，进行初苯回收，再对初苯进行分馏，从而获得有用的芳烃。
石脑油芳烃生产可分为三种方法，催化重整生产芳烃、裂解汽油生产芳烃、轻烃芳构化和重芳烃轻质化。
催化重整芳烃包括环烷脱氢、五元环异构脱氢、烷烃异构加氢裂解等反应需要用热稳性好的贵金属元素做成的催化剂，在425℃~525℃进行。
裂解汽油生产芳烃需要对裂解油进行预处理除去C5馏分，再对其进行加氢。
一段加氢将使易生胶的二烯烃加氢转化为单烯烃以及烯基芳烃转化为芳烃。
二段加氢在较高温条件使单烯烃饱和，并脱除硫氧氮等有机化合物。
轻烃芳构化是利用世界过剩的低价液化石油气（丙烷、丁烷）为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构化生产芳烃。
重芳烃轻质化主要利用重整生成油、裂解汽油和焦化器由中的C9重芳烃来生成增塑剂、树脂等产品。
由催化重整和加氢精制的裂解汽油得到的都是芳烃与非芳烃的混合物，由于他们的碳数相近，容易形成共沸物，一般的蒸馏方法难以将其分离。
4化学工艺学课件第四章
AlCl3成核剂
旋风分离 快速冷却
固体
O2
预热
6.焙烧设备：
▲工业主要焙烧技术： 炉膛焙烧；飘悬焙烧；沸腾焙烧；烧结焙烧。 ⑴炉膛焙烧： 使用直立多膛炉，每天焙烧块矿炉料100~200吨， 焙烧是自热的，炉料的氧化足以提供热能。 ⑵飘悬焙烧： 对多膛炉的改进；焙烧在类似于拆除中间几层的多 膛炉进行，在上部一、二层干燥后，穿过燃烧室下 落过程进行焙烧，此过程燃烧量不足，需要燃烧辅 助燃料以维持焙烧温度。
Na2CO3 V2O3 O2 2 NaVO3 CO2 Na2 SO4 V2O3 O2 2 NaVO3 SO3 3 2 NaCl V2O3 O2 2 NaVO3 Cl2 2
2.焙烧过程的物理化学基础 ⑴.焙烧过程热力学： 焙烧过程中有气体产生，一般认为是不可逆反应， 焙烧过程主要根据相图确定反应产物的相区，采 用控制温度和氧势（氧的分压）得到所需的氧化 态类型；
●硫铁矿焙烧工艺流程图
5.典型氯化焙烧工艺——氯化法制造钛白粉
●钛白粉（TiO2）用途： 在涂料、油墨、造纸、塑料、橡胶、陶 瓷等工业部门都有重要的用途。
●钛白粉生产方法： ⑴.硫酸法； ⑵.氯化法（目前该法主要方向，但原料要求 严格，天然金红石中TiO2含量90~95%）.
●氯化焙烧工艺主要工序： ①.氯化焙烧制取四氯化钛； ②.四氯化钛氧化； ③.钛白粉的表面处理.
吴指南《基本有机化工工艺学》课件 第二章(2)C8芳烃的分离.
o间二甲苯碱度最大，形成的MXHBF4络合物的稳定性最
大，故在系统中发生置换反应：
MX PXHBF4 PX MXHBF4
M，间二甲苯 P ，对二甲苯
MX OXHBF4 OX MXHBF4 O ，邻二甲苯
o置换结果：HF-BF3层中的间二甲苯浓度越来越高，从 而使间、对二甲苯分离
2、催化剂的再生 3、异构化条件
c8c8芳烃异构化的化学过程芳烃异构化的化学过程c8c8芳烃异构化工艺过程举例芳烃异构化工艺过程举例c8c811主副反应及热力学分析主副反应及热力学分析22动力学分析动力学分析33催化剂催化剂c8c811主副反应及热力学分析主副反应及热力学分析c8c8芳烃异构化时可能进行的主反应芳烃异构化时可能进行的主反应是三种二甲苯异构体之间的相互转化和乙是三种二甲苯异构体之间的相互转化和乙苯与二甲苯之间的转化
2、络合萃取分离法
o 工艺流程：
3、吸附分离法
原理： 利用固体吸附剂吸附二甲苯各异构体
的能力不同而进行分离；
3、吸附分离法
① 吸附剂 ② 脱附剂 ③ 模拟移动床分离C8芳烃的基本原理 ④ 模拟移动床的作用原理
A、立式吸附塔 B、卧式吸附塔
3、吸附分离法
① 吸附剂 越大（或-1）越有利于分离；
难点：芳烃烷基化的主要方法和途径。
第四节 Ｃ８芳烃的分离和异构化
一、Ｃ８芳烃的分离 二、Ｃ８芳烃的异构化
第四节 Ｃ８芳烃的分离和异构化
一、Ｃ８芳烃的分离
C8芳烃中各异构体的组成与性质
一、Ｃ８芳烃的分离
㈠ 从C8芳烃中分离邻二甲苯和乙苯 ㈡ 对、间二甲苯的分离
㈠ 从C8芳烃中分离邻二甲苯和乙苯
3、吸附分离法
芳烃馏分的分离
抽提精馏塔操作而言，过大的溶剂比不仅增加了过程能耗，同时
液相负荷过大，也容易造成液泛。
谢谢！
蒸发潜热与热容小、蒸汽压小
有良好的化学稳定性与热稳定性、腐蚀性小。
（一）溶剂萃取
3. 工业生产方法 • Udex法 二甘醇
• Sulfolane法 • Arosolvan法
• IFP法
环丁砜（沸点287℃、常温 N-甲基吡络烷酮
N-甲酰吗啉
相对密度1.26、比热低）
Udex法
溶剂：二甘醇+5%水
溶剂比：（10~11）：1
工艺流程：萃取—汽提，水洗—水分馏，溶剂再生 芳烃回收率（%）： 苯 99.5 甲苯 98 二甲苯95
萃取塔：塔顶，抽余相；塔 底，含芳烃富溶剂
萃取蒸馏塔：分离非芳烃与 芳烃溶剂，塔底：含芳烃溶剂
汽提塔：分离芳烃与溶剂 塔顶，芳烃 水洗塔：洗去抽余油中的溶 剂 返回回流芳烃罐：除去水中 溶解的微量非芳烃 溶剂再生塔：减压蒸馏
芳烃回收率（%）： 苯 99.9 二甲苯95
甲苯 99.5 C9芳烃 ＞60
（二）萃取蒸馏
• 原理
萃取蒸馏是利用极性溶剂与烃类混
合时，能降低烃类蒸汽压使混合物初沸 点提高的原理而设计的工艺过程 。 影响顺序：芳烃>环烷烃>烷烃
气提：是通过惰性气体来降低溶质的气相分压，从而达到溶剂的 再生目的。气提用气体用惰性气体，一般有水蒸汽、氮气。
IFP法
溶剂：二甲基亚砜+6%水
溶剂比：（5~6）：1 工艺流程：萃取—汽提，芳烃与抽余油水洗镏 溶剂再生 芳烃回收率（%）： 苯 99.5~99.7 二甲苯85~92 甲苯 98~99.7 C9芳烃 ＞50
Arosolvan法
芳烃转化过程
石油芳烃的生产
1
2
C3H8 -H2 C3H6
3
1*
C6-C8 4 烯烃
2*
CH4 C2H4
C4H8 C5H10
C6-C8 5 C6-C8
环烷烃
芳烃
催化剂： GaHZSM-5, PtHZSM-5
丙烷脱氢生成丙烯；丙烯聚合生成六碳烯烃；六碳烯烃环化生成
环烷烃；环烷烃脱氢生成芳烃 六碳烯烃还会裂解生成C2～C5的烯烃 C2 ～ C5的烯烃又会聚合生成C6 ～ C8的烯烃
1940-1949年为第一个阶段，这个时期以 氧化钼/氧化铝和氧化铬/氧化铝作催化剂的 催化重整装置，该过程又称临氢重整过程。
1949年 环球公司（UOP）开发了铂重整 催化剂，并建成了用Pt/Al2O3作催化剂的 重整装置。
1967年1967年 雪弗隆公司发明成功了铂 铼/氧化铝双金属重整催化剂并投入工业应用。
（1）由烷烃生产芳烃的Cyclar工艺 英国石油（BP）公司，以世界市场过剩的液化石油气 ——丙烷、丁烷为原料，经催化脱氢、齐聚、环化和芳构 化生产芳烃
特点：与石脑油重整相比较，原料无须预处理，不需 芳烃抽提装置（非芳烃质量分数低于1×10-3） 副产氢气产率高
丙烷为原料：芳烃产率63.4%，产氢率6.1% 丁烷为原料：芳烃产率67.2%，产氢率5.4%
广东中石化 技术人员在我国首套百万吨级工业示范装置现场进行催化剂装填检查
TNSO 催化剂 Pt-Sn-Al2O3
我国催化重整装置发展
自1965年第一套装置投入生产以来，经 过了应用双组份催化剂和移动床催化剂连 续再生技术上两次大的突破，较成熟的工 业。
我国目前有二甲酸、间苯二腈，后者为杀虫剂原料
➢ 乙苯 用于生产苯乙烯，进而生产丁苯橡胶和苯乙烯塑料等。
第四章 石油化工单元---芳烃转化过程
按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和 骨架杂原子分子筛； 按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于 50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
常用的分子筛： 气体行业常用的分子筛型号; 方钠型，如A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A)； 八面型，如X型:钙X(10X),钠X(13X)和Y型：钠Y,钙Y； 丝光型，（-M型）：高硅型沸石，如ZSM-5等。
裂解汽油在芳烃抽提前必须进行预处理，为 后加工过程提供合格的原料。目前普遍采用 催化加氢精制法。
裂解汽油加氢精制过程
一段低温液相加氢： Pd/Al2O3,80～130℃,6MPa 二烯烃、烯基芳烃 -1
LHSV 3h ,列管反应器
单烯烃，芳烃 防止二烯烃聚合
指标：二烯烃含量< 2%
二段高温气相加氢：
甲苯歧化工业生产方法
非临氢：二甲苯增产法（Xylene－Plus法）
加压临氢：Tatoray法
低温歧化法（LTD法）
甲苯歧化的工艺方法
工艺名称 常压气相歧化法 Xylene-Plus法 高压临氢歧化法 Tatoray法 低温歧化法 LTD法
稀土型沸石小球催化 催化剂和工 剂，气相反应，移动 艺特点 床反应器，不临氢 操作条件 温度／℃ 540
苯（benzene ）；甲苯（toluene）； 二甲苯 （xylene ）
苯、甲苯、二甲苯等芳烃用作汽油添加剂；
苯主要用于生产苯乙烯、环己烷和异丙苯； 苯乙烯用于合成橡胶、合成塑料； 环己烷用于合成纤维（尼龙）； 异丙苯用于丙酮、苯酚工业 甲苯是有机合成的优良溶剂，还可以合成异氰酸酯、甲 酚，或通过歧化和脱烷基制苯； 对二甲苯主要用于生产对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯， 是生产纤维、胶片和树脂的主要原料；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。