siluria 甲烷制乙烯技术介绍2015
甲烷乙烯苯知识点总结
专题复习16--甲烷乙烯苯知识点总结 核心知识图 1．烃的分类、通式和主要化学性质 氧化：燃烧 饱和烃：烷烃C n H2n+2(n≥1) 甲烷取代结构：链状、碳碳单键裂解 链烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 (脂肪烃) 烯烃C n H2n(n≥2) 乙烯加成：H2、X2、HX 、H2O等 结构：链状、碳碳双键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 炔烃C n H2n-2(n≥2) 乙炔加成 不饱和烃结构：链状、碳碳叁键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 烃二烯烃C n H2n-2 (n≥3) 1，3—丁二烯加成：1，2加成、1，4加成 结构：链状、两个碳碳双键加聚 饱和环烃：环烷烃C n H2n (n≥3) 结构：环状、碳碳单键氧化：燃烧、不能使KMnO4(H+)褪色，不能因反应使反应使溴水褪色 苯加成 环烃取代：卤代、硝化、磺化 苯及其同系物C n H2n-6 (n≥6) 结构：环状、大 键 不饱和环烃：芳香烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 稠环芳烃：萘、蒽甲苯取代 加成 甲烷的化学性质 通常情况较稳定，与强酸、强碱、KMnO4等均不反应。 (1)氧化反应甲烷燃烧的热化学方程式为： (2)取代反应 ①定义：有机物分子里的某些被其他 所替代的反应。 ②甲烷与Cl2反应 乙烯烯烃知识点总结 一、乙烯的组成和结构 乙烯分子的结构简式：CH2〓 CH2 乙烯分子的结构： 键角约120°，分子中所有原子在同一平面，属平面四边形分子。 二、乙烯的制法 工业上所用的大量乙烯主要是从石油炼制厂和石油化工厂所生产的气体中分离出来的。
实验室制备原理及装置 三、乙烯的性质 1.物理性质：无色、稍有气味、难溶于水、密度小于空气的密度。 2.化学性质 （1）氧化反应 a.燃烧 CH 2=CH 2+3O 2??→?点燃 2CO 2+2H 2O （火焰明亮，并伴有黑烟） b.使酸性KMnO 4溶液褪色 （2）加成反应：有机物分子中双键（或叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 （溴的四氯化碳溶液的红棕色褪去） 乙烯除了与溴之外还可以与H 2O 、H 2、卤化氢、Cl 2等在一定条件下发生加成反应，如工业制酒精的原理就是利用乙烯与H 2O 的加成反应而生成乙醇. 3）聚合反应 n CH 2==CH 2???→?催化剂［— CH 2—CH 2 ］— n （ 聚乙烯） 其中 CH 2=CH 2 为单体 —CH 2—CH 2— 为链节 n 为聚合度 四、乙烯的用途 作植物生长的调节剂，还可以作催熟剂；可用于制酒精、塑料、合成纤维、有机溶剂等， 五、烯烃 1.烯烃的概念：分子里含有碳碳双键的一类链烃 2.烯烃的通式：C n H 2n （n ≥2） 最简式：CH 2 可见，烯烃中碳和氢的质量分数别为85.7%和14.3%，恒定不变 环烷烃的通式与烯烃的通式相同，故通式为C n H 2n 的烃不一定是烯烃，如右图中其分子符合C n H 2n ，但不是烯烃而是环烷烃。 （环丁烷） 一般，我们所说的烯烃都是指分子中只含一个碳碳双键的不饱和烃，所以也叫单烯烃，也还有二烯烃：CH 2=CH － CH=CH 2 苯及其同系物知识点 苯 分子结构 分子式：C 6H 6 最简式：CH 结构式： 结构简式：或 比例模型： 球棍模型： 空间构型： 1、具有平面正六边形结构，所有原子共平面 2、键角都是120°。 3、不存在单双键交替排列，6个碳碳键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的化学键。
甲烷氧化偶联制乙烯工艺研究进展
甲烷氧化偶联制乙烯工艺研究进展 李燕 诸林 (西南石油学院化学化工学院,四川成都610500) 摘要 甲烷氧化偶联(OC M )途径是通过一步法获取乙烯,是现有乙烯生产中最为简捷的工艺。本文综述了该工艺催化剂系统、反应机理、工艺开发研究的新进展,并探讨了OC M 过程面临的关键问题有催化剂的选择、反应器和反应流程的设计和反应温度的控制。关键词 甲烷氧化偶联 乙烯 催化剂 收稿日期:2004-11-23 作者简介:李燕(1982～),女,硕士生,诸林(1965～),男,教授,从事天然气加工的教学和科研工作。 Development on T echnology of the Oxidative Coupling of Methane to E thylene Li Y an Zhu Lin (Department of Chemistry and Chemical Engineering of S outhwest Petroleum Institute ,Sichuan Chengdu ,610500)Abstract The approach of OC M gains ethylene through one step ,which is sim plest and directest in producing ethylene nowadays.The new researches on catalytic system ,reaction mechanism and technological development were reviewed.The key problems during the industralization of OC M process such as choose of ctalyzer ,the design of reactor and technical pro 2cess ,control of the tem perature were discussed. K ey w ords oxidative coupling of methane ethylene catalyst 现代工业三大能源:煤、石油、天然气中,天然气 占有十分重要的地位。CH 4是天然气中的主要成分,含量90%以上,CH 4好的化学稳定性使天然气的开发和加工大受限制,活化CH 4使之转化为化工原料已成为C 1化学研究领域[1]的重要课题。 CH 4的利用途径主要有直接选择氧化制合成气、部分氧化制甲醇和甲醛、氧化偶联(OC M )制C 2烃以及甲烷无氧芳构化。自K eller 和Bhasin [2]1982年首次研究OC M 以来,由于石油价格上涨和乙烯在石油化工工业上的重要性使该领域的研究不断深入,开发表征了一些高活性、高C 2选择性的催化剂体系并对O 2的活化及CH 4转化机理进行了广泛的研究[3],取 得了可喜的进展。 1催化剂 1.1 催化剂研究的方向 众所周知,从化学组分而言,催化剂的研制包括 主组分、助催化剂及载体的选择。与此同时,催化剂的物理化学及物理参数(如晶态、表面状态、孔隙结构及表面积等)对其性能也有不容低估的影响。1.1.1 碱金属与碱土金属氧化物 未改性的碱土金属本身具有活性,而加入碱金属后,可能引起晶格畸变,增加了活性中心,并减少了表面积,防止甲烷的深度氧化,从而提高了催化剂的活性和选择性。碱土金属氧化物催化剂(MgO 、CaO 、SrO 、BaO )的OC M 活性的高低在于它们的碱性强弱,碱性越强,活性越高。将两种(以上)碱土金属氧化物(盐)复配使用,OC M 反应活性与C 2选择性明显提高,以S O 422、C O 32-、NO -3取代氧构成的含盐催化剂稳定性更好[4],以碱金属促进的碱土金属氧化物因碱性位数目的增多和对非选择性氧化物的抑制剂[5]使甲烷的转化率(X CH 4)和C 2的选择性(S C 2)大大提高,选 — 45—第19卷第4期2005年4月 化工时刊Chemical Industry T ime s Vol.19,No.4 Apr.4.2005
轻油裂解制乙烯的反应过程
研究生课程考试成绩单 （试卷封面） 任课教师签名：吴东方 日期：2011年1月1号注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。“简要评语”栏缺填无效。 2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。 3. 学位课总评成绩以百分制计分。
东南大学研究生课程 催化剂工程 课程论文 题目：轻油裂解制乙烯的反应过程院（系）：化学化工学院 专业：化学工程与技术 姓名：黄金金 学号： 112244 指导教师：吴东方 东南大学化学化工学院 2011年1月 轻油裂解制乙烯的反应过程
黄金金 指导教师：吴东方 摘要：综述了轻油制备乙烯技术的国内外研究进展，介绍了目前有代表性的研究成果以及催化裂解所用催化剂的研究进展，并对乙烯制备技术的开发前景进行了探讨，同时阐述了烃类催化热裂解的机理，根据研究成果提出了关于开发轻油热裂解制乙烯的催化剂研究的想法。 关键词：轻油催化裂解乙烯催化剂 一、前言 乙烯低碳烯烃作为重要基础原料，在石油化工行业起着至关重要的作用。随着发展中国家(如中国和中东地区)对石化产品需求的增加，轻烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)的生产越来越受到各国的重视。 乙烯是石油化工最重要的基础原料，主要用途为生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷、乙二醇等有机化工原料，目前约有75%的石油化工产品以乙烯为原料生产。目前全世界乙烯生产能力已经达到112.906Mt/a，预计2012年乙烯市场需求量将达到137.045Mt/a，国内外乙烯市场仍有较大发展空间。乙烯主要来源于烃类裂解。人们对石油烃(碳二以上饱和烷烃)高温裂解生产低碳烯烃的技术研究早在30年代就开始了，并于40年代初建成了管式炉裂解生产烯烃的工业装置。经过近半世纪的发展，石油烷烃经管式炉热裂解生产乙烯至今仍是最主要的乙烯生产方法。石油烷烃裂解最初采用天然气回收的乙烷、丙烷为原料，后来随着烯烃市场需求的增大，单纯依靠乙烷和丙烷为裂解原料远不能满足市场对烯烃的需求，裂解原料开始逐渐向重质化原料方向发展。除使用轻质烷烃外，到60年代初逐步发展到大量使用石脑油，70年代又将裂解原料扩大到煤油，轻柴油以及重柴油。采用石脑油为原料的蒸汽裂解所得乙烯收率一般为0.50一0.65。管式炉裂解目前仍是最主要的乙烯生产方法。除石油烃裂解之外，由炼厂气(焦化和催化裂化)回收乙烯、丙烯和丁烯是烯烃的另一主要来源。虽然管式炉热裂解工艺已成功应用于工业生产，但是随着国家节能减排和环保政策的日益严格，其进一步的发展受到了较大的制约。主要表现在:首先，热裂解反应一般需要在800一850℃的高温下进行，再加上裂解反应本身的强吸热特性和管壁的结焦倾向，
甲烷(CH4)的直接转化利用技术
2010年第09期甲烷(CH4)的直接转化利用技术 苗蓓蓓 大庆炼化公司档案管理中心 黑龙江大庆 163411 摘 要：目前较为成熟的技术路线是将甲烷转化为合成气，再合成甲醇或合成氨，进而开发相关的下游产品。但由于间接利用甲烷的技术路线存在投资费用高、工艺流程复杂，生产成本较高等原因，目前在工业上还并未得到大规模化应用。从原理上看，甲烷直接转化利用是最直接有效的途径。研究表明，由于甲烷的化学惰性，目前的很难在较高的甲烷转化率下获得理想的产物选择性。因此，甲烷直接转化法在工业上应用的较少，大都还处于实验室研究阶段。一旦催化技术有所突破，天然气必将成为最理想的石油替代品。 关键词：甲烷 直接转化 利用技术 一、甲烷直接制备甲醇 （1）甲烷直接部分氧化制备甲醇。甲烷直接部分氧化制备甲醇的关键技术还是催化剂，常见的催化剂目前主要是过渡金属的氧化物。例如陈立宇，杨伯伦等采用V2O5为催化剂，在发烟H2SO4中进行了甲烷液相选择性氧化的研究。V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲电取代机理，反应为一级反应，甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯，后者进一步水解得到甲醇。甲烷转化率可达54.5%，选择性45.5%。王利娟等研究了CoM004负载Mo-V-Cr-Bi氧化物催化剂上甲烷部分氧化反应，发现反应存在一转折温度，当反应温度低于此温度时，CO是主要产物，氧化产物中甲醇的选择性低于20%，而当反应温度高于此温度时，CO的选择性大大降低，而CO2的选择性大大升高，主要产物变为CO2，甲醇的选择性降为0。在甲烷首先转化生成醋酸甲酯，醋酸甲酯水解生成甲醇。在压力0.1MPa、温度267-280℃下，甲烷转化率为26.61%，目的产物选择性97.26%。 （2）甲烷和水合成甲醇。甲烷和水直接合成甲醇和H2，具有天然气资源和清洁氢能源综合开发利用的应用价值。桑丽霞，钟顺和在固定床环隙反应器中，150℃下，MoO3-TiO2/SiO2为催化剂光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和H2，甲醇选择性达87.3%。 二、甲烷制备低碳烯烃 （1）甲烷部分氧化制备烯烃。1982年美国的Union Carbide化学公司首次公开发表了甲烷催化偶联制乙烯的研究成果，该工艺是迄今为止天然气制乙烯最简捷的工艺，反应一步完成。最近LG化学公司正在进行利用天然气的主要成分甲烷生产乙烯的技术开发。这是目前世界上利用甲烷生产乙烯的首例技术尝试。甲烷氧化偶联制乙烯的技术关键在于催化剂，目前催化剂品种多达2000种以上。其中，碱金属-碱土金属、稀土金属、过渡金属氧化物和具有特定结构的复合金属氧化物等几大体系的催化剂，以及电催化、等离子催化、激光表面催化和以钙钛矿催化膜为核心的催化技术均具有较好的甲烷氧化偶联生成C2烃的反应活性。苑慧敏，张永军等综述了甲烷氧化偶联制乙烯催化剂的研究进展情况。侯思聪等采用浸渍法制备了Li-ZnO/La2O3催化剂并考察了其低温催化甲烷氧化偶联反应性能。在680℃，甲烷转化率为27.3%，C2选择性为65.2%，C2收率为17.8%的结果；在700℃，C2收率达到21.8%。王凡，郑丹星通过平衡常数法研究了500-1000℃、0.1-3.0MPa，以及进料组成中甲烷与氧的摩尔比(即n0，CH4/n0，O2)为1-10下的甲烷转化率及其他各组分收率和选择性的变化情况，在对甲烷氧化偶联制烯烃体系的热力学平衡进行分析后发现，在甲烷氧化偶联制烯烃体系中，H2、CO 的生成相对容易，C2产物(C2H6、C2H4)不容易生成。实验为甲烷氧化偶联反应器和催化剂的开发研究提供热力学依据。由于甲烷氧化偶联制乙烯反应本身受动力学控制，C2烃单程收率低，产物分离困难。目前同时能使甲烷转化率、C2选择性之和达到或接近100%的催化剂为数不多，催化剂筛选成为其实现工业化的重要阻碍。 （2）等离子体催化甲烷合成烯烃。除了传统的催化剂活化甲烷合成乙烯外，电催化、等离子催化、激光表面催化也被用于甲烷氧化偶联的催化研究中。陈韩飞等综述了等离子体活化及等离子体与催化剂协同活化甲烷转化的国内外研究进展。同时对其反应机理进行了讨论，分析了当前利用等离子体活化甲烷所存在的问题，并提出了今后的研究方向。 （3）氯甲烷路线。1988年，TaylorC.E.等人提出了甲烷经氯甲烷合成汽油产品的循环利用途径。氯甲烷转化为低碳烯烃作为天然气利用的一个全新途径，已经引起了甲烷转化研究领域的关注。甲烷首先在催化剂的作用下发生氧氯化反应得到氯甲烷，氯甲烷干燥后在催化剂上转化为汽油产品，而过程中产生的HCl可以通过循环继续参与第一步的反应形成循环过程。使用分子筛催化剂可以将氯甲烷转化为烃类产品，但产物大多数以芳烃和烷烃为主，使用镁和磷镁修饰的催化剂可以提高产物中烯烃的选择性。张大治等经过研究认为镁的修饰对催化剂酸性的影响导致了产物中低碳烯烃的增加。 （4）天然气部分氧化制乙炔。天然气部分氧化制乙炔主要采用气相氧化法，主要有德国的BASF工艺、比利时的SBA工艺和意大利的Motecatini工艺。其中，以BASF工艺为主，约占80%。BASF 工艺原料中的O2，与CH4的摩尔比为0.6，在反应炉进行复杂的气相反应，主要反应通过部分甲烷进行部分氧化提供热量，剩余甲烷被加热到1500℃后裂解缩合为乙炔。 三、甲烷制备芳烃 （1）甲烷部分氧化制备芳烃。上个世纪80年代，Shepelev等对甲烷催化氧化制芳烃技术进行了研究，结果表明，在氧化条件下，甲烷合成芳烃的反应很难控制，甲烷的转化率很低，芳烃选择性和收率也很低，在经济上不具备开发前景。舒玉瑛等发现，不同方法制备的Mo/H-ZSM-5催化剂上甲烷的芳构化反应，对甲烷制备芳烃反应有较大的影响。 （2）甲烷无氧脱氢制备芳烃。从热力学角度来讲，甲烷直接转化为芳烃要比直接转化为乙烷和乙烯更为有利。而且，在无氧条件下也不生成CO和CO2。自1993年大连化学物理研究所首先报道了在无氧和连续流动的反应条件下，甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上直接转化为芳烃以来，甲烷无氧芳构化已经成为甲烷直接催化转化研究中的一个重要分支，是目前甲烷直接转化的主要研究内容。魏飞等综述了利用甲烷直接脱氢制备芳烃的催化剂方面的研究情况，此外，郑海涛等人还研究了甲烷和丙烷混合气体在不同催化剂上的无
乙烷制乙烯
国内乙烷制乙烯 中国暂时还没有建设或投产的乙烷裂解装置，国内几个宣布的百万吨级乙烷裂解制乙烯装置都是镜中花水中月。 新疆巴州在规划一个80万吨的乙烯装置，使用102万吨的乙烷作为裂解原料，大家可以持续关注，如果建的话，也算是世界级的乙烷裂解装置了。 这个项目是巴州政府和中石油按90:10的股份合资，使用当地2*60亿NM3/a 的天然气处理工厂的副产乙烷作为原料，这还算比较靠谱点的项目。 国内采用乙烷裂解制乙烯的公司较少，主要集中在燕山石化和青岛炼化。据报道，兰州规划的百万吨乙烷制乙烯项目已获工信部专家评审通过。 单就乙烯生产来讲，乙烷裂解目前是最具经济性的，单位成本最低。 100% ethane进料的裂解装置，乙烯收率78%左右，副产物有：H2，CH4，C3H6，丁二烯，C4，C5，苯，甲苯等。 工业上用乙烷裂解制乙烯，反应式为：C2H6（g）→C2H4(g)＋H2(g) 1.乙烷裂解制乙烯的优越性 乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投资少、污染小等优点。据CEH报告，乙烷裂解制乙烯的收率高达80.5%，远高于国内传统石脑油制乙烯35%的收率。随着美国、加拿大及中东地区天然气的大规模开采，尤其是美国近几年的页岩气革命，乙烷的供应大幅增加，价格却不断下降，乙烷裂解制乙烯已成为颇具竞争力的工艺路线。世界范围内，乙烷在乙烯的原料占比中由之前的不足10%，增加到2012年的34.8%。世界乙烯原料占比及我国乙烯原料构成见图1、图2。
以2013年5月中石油石脑油报价、美国乙烷报价及亚洲乙烯报价为核算基准，石脑油制乙烯和乙烷制乙烯两种工艺路线的经济性见表1。可见，乙烷制乙烯表现出较好的利润率。
乙烯生产工艺设计论文
摘要： 关键词： 前言 乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法，其产量超过总产量的90％，因而，对其新工艺、新设备的研究、新材料的应用、过程的优化配置等方面倍受关注，不断推出原料适应性强、乙烯收率和热效率高的新型蒸汽裂解炉。目前，石脑油裂解温度已提高到840～860℃，单程小直径炉管裂解温度巳提高到900℃，石脑油裂解单程乙烯收率提高到28％～35％。由于蒸汽裂解法技术已日臻完善，可改进的余地并不大，加上该法反应温度高、所用耐高温合金材料昂贵、耗能高、易结焦、以及原料要求苛刻(轻质原料油)，所以近年来，催化工作者将更多的注意力转向用其他新技术生产乙烯的研究，包括催化裂解制乙烯技术、甲烷氧化偶联技术、乙烷氧化脱氢技术、炼厂干气选择氧化技术、天然气经甲醇或二甲醚制低碳烯烃技术等。这些技术的目的在于优化乙烯原料资源配置，从天然气到重油(渣油)各种烃类都得到充分利用，并节能降耗，降低乙烯成本，提高乙烯收率。 催化裂解制乙烯是在高温蒸汽和酸性催化剂存在下，烃类裂解生成乙烯等低碳烯烃的技术。该过程是以自由基反应为主，伴随着碳正离子反应，因而比蒸汽裂解反应温度低。通过对固体酸催化剂的改性，可选择性地裂解生成以乙烯为主的低碳烯烃，收率在50％以上，从而突破传统的催化裂化生产液相产品为主的技术路线。催化裂解制取低碳烯烃的研究始于上世纪60年代，到80年代仅有前苏联半工业化生产试验的报道，以及2000年日本工业化报道。石油化工科学研究院从80年代中期开始了重油催化裂解制丙烯技术，近年来又开始研究重油催化裂解制乙烯技术，也有相当的进展。洛阳石油化工工程公司炼制研究所于80年代末开展了对重油直接催化裂化制乙烯工艺和催化剂的研究工作，现已进入工业化试验阶段。 烃类催化裂解制轻烯烃是一种有吸引力的技术，到目前为止，国内外已发表了许多研究结果和专利，其研究的目标如下： (1)提高烯烃的选择性以减少原料消耗； (2)降低反应温度，降低烯烃生产的能耗； (3)增加裂解反应产品分布的灵活性，不但可提高乙烯收率，亦可增加丙烯收率； (4)提高乙烯装置对原料的适应性，提供能加工重质烃类馏分生产轻烯烃的技术，因为重烃直接用于管式炉热裂解是很困难的。 催化裂解主要致力于催化剂的开发，此类催化剂应具有高活性和选择性以及低的氢转移活性，既要保证比热裂解过程中的乙烯等低级不饱和化合物收率更高，甲烷和
甲烷一步法制乙烯技术进展
甲烷一步法制乙烯技术进展 甲烷一步法制乙烯技术进展2017-01-16 长兴岛石 化市场长兴岛石化市场微信号changxingdao01 功能介绍注册成品油贸易公司，执照经营范围给予汽柴油城镇燃气危险品等经营范围，可开具发票，注册成品油公司，文杰很专业 作为基础工业原料，乙烯在石化工业中占有重要地位，乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。除北美和中东，世界上包括我国在内的大部分国家和地区以石脑油为原料，采用蒸汽裂解法制乙烯。该方法不仅耗能高、排放温室气体多、成本高，而且由于原料来自于石油，还需要挤占宝贵的石油资源。乙烯是一个非常大的市场，每年约3300亿英磅,相当于每年2000多亿美元的市场，是有价值的商品化二碳化学品，它可齐聚成为运输燃料。乙烯可进行二个、四个、六个、八个分子齐聚，或者一百万个分子可成为聚乙烯，50万个分子就变成芳纶等等。今天，乙烯分子来自于油，是通过称之为蒸汽裂解的过程制取的。这是化工行业大的能源消费用户和大的CO2产生源，因为其是吸热反应。为了从石脑油制取乙烯，要与800摄氏度的过热蒸汽相混合，并基本上采用物理力量来打断碳-碳键。这是一种强固的技术，必须以石油消耗为代价，要由燃烧才能得到大量热
量，以有利于吸热化学的进行，有关其能源足迹，生产1Kg 的聚乙烯要产生2Kg的CO2。天然气(主要成分是甲烷)制乙烯的路线分直接法和间接法两种。相比间接法冗长繁琐的过程，直接法只需一步即可将甲烷转化成乙烯，具有很高的经济价值，非常具有吸引力。经化学化工界30多年的努力终于变成现实—储量丰富、价格低廉的天然气可直接转化为世界上大宗的化工基础原料乙烯。甲烷是丰富的，因为它是天然气的主要成份，世界上许多地方都有大量的天然气储藏。然而，将甲烷偶联制取乙烯的工艺仍然需要革新，采用现在催化剂技术的乙烯产率还不足以使该工艺能合理地商业化 推行。甲烷直接制化学品转化工艺要达到经济上合理，将还需要推进催化剂、工艺过程和分离的进步。为减少石油依赖，各国开展以主要成分为甲烷的天然气制烯烃的研究。天然气制乙烯的路线分直接法和间接法两种。相比间接法冗长烦琐的过程，直接法只需一步即可将甲烷转化成乙烯，具有很高的经济价值，非常具有吸引力。但由于甲烷的选择活化和定向转化是世界级难题，被誉为整个化学界的“圣杯”，因而从上世纪80年代至本世纪初，学界始终没能开发出工业可行的甲烷直接制乙烯工艺。陶氏化学公司的启动计划涵盖了几种替代原料制化学品路线，包括合成气路线。从合成气生产烯烃业已开发出来，但投资密集。避开合成气，从甲烷直接转化为烯烃作为工业目标提出已有几年时间。人们正在进一
烃类裂解制乙烯催化剂研究进展
08化工一班学号 08206040118 姓名李海生 烃类裂解制乙烯催化剂研究进展 摘要：综述了烃类裂解制乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法和烃类裂解制乙烯酸性催化剂研究，介绍了金属氧化物、复合金属氧化物、金属盐类催化剂以及引用较多L酸中心的酸性分子筛催化剂，同时给出了各种催化剂所达到的收率、选择性、反应温度及其它工艺条件.讨论了烃类催化裂解制乙烯的反应机理和特点,从理论上分析了高温、蒸汽和有较多L酸中心的酸性分子筛催化剂对乙烯收率的影响,并提出了开发建议. 关键词：烃类裂解乙烯催化剂 裂解反应规律： 按反应进行的先后顺序，可以将反应划分为一次反应和二次反应。 一次反应即由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应。 二次反应主要是指由一次反应生成的低级烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦或碳的反应。显然，二次反应不仅降低低级烯烃的收率，而且生成的碳和焦会堵塞管道和设备，是不希望发生的反应。 烃类裂解反应机理和动力学： （1）链引发——这是裂解反应的开始，烷烃引发主要是断裂C-C键，而对C-H键的引发较小。 （2）链的增长反应一一可分为两种反应，即自由基的分解反应和自由基的夺氢反应。（3）链终止反应—一自由基与自由基结合成分子的反应。 乙烯的生产主要采用蒸汽裂解法，其产量超过总产量的90％，因而，对其新工艺、新设备的研究、新材料的应用、过程的优化配置等方面倍受关注，不断推出原料适应性强、乙烯收率和热效率高的新型蒸汽裂解炉。目前，石脑油裂解温度已提高到840～860℃，单程小直径炉管裂解温度巳提高到900℃，石脑油裂解单程乙烯收率提高到28％～35％。由于蒸汽裂解法技术已日臻完善，可改进的余地并不大，加上该法反应温度高、所用耐高温合金材料昂贵、耗能高、易结焦、以及原料要求苛刻(轻质原料油)，所以近年来，催化工作者将更多的注意力转向用其他新技术生产乙烯的研究，包括催化裂解制乙烯技术、甲烷氧化偶联技术、乙烷氧化脱氢技术、炼厂干气选择氧化技术、天然气经甲醇或二甲醚制低碳烯烃技术等。这些技术的目的在于优化乙烯原料资源配置，从天然气到重油(渣油)各种烃类都得到充分利用，并节能降耗，降低乙烯成本，提高乙烯收率。
甲烷(CH4)的直接转化利用技术
甲烷(CH4)的直接转化利用技术 摘要:目前较为成熟的技术路线是将甲烷转化为合成气,再合成甲醇或合成氨,进而开发相关的下游产品。但由于间接利用甲烷的技术路线存在投资费用高、工艺流程复杂,生产成本较高等原因,目前在工业上还并未得到大规模化应用。从原理上看,甲烷直接转化利用是最直接有效的途径。研究表明,由于甲烷的化学惰性,目前的很难在较高的甲烷转化率下获得理想的产物选择性。因此,甲烷直接转化法在工业上应用的较少,大都还处于实验室研究阶段。一旦催化技术有所突破,天然气必将成为最理想的石油替代品。 关键词:甲烷直接转化利用技术 一、甲烷直接制备甲醇 (1)甲烷直接部分氧化制备甲醇。甲烷直接部分氧化制备甲醇的关键技术还是催化剂,常见的催化剂目前主要是过渡金属的氧化物。例如陈立宇,杨伯伦等采用V2O5为催化剂,在发烟H2SO4中进行了甲烷液相选择性氧化的研究。V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲电取代机理,反应为一级反应,甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯,后者进一步水解得到甲醇。甲烷转化率可达54.5%,选择性45.5%。王利娟等研究了CoM004负载Mo-V-Cr-Bi氧化物催化剂上甲烷部分氧化反应,发现反应存在一转折温度,当反应温度低于此温度时,CO是主要产物,氧化产物中甲醇的选择性低于20%,而当反应温度高于此温度时,CO的选择性大大降低,而CO2的选择性大大升高,主要产物变为CO2,甲醇的选择性降为0。在甲烷首先转化生成醋酸甲酯,醋酸甲酯水解生成甲醇。在压力0.1MPa、温度267-280℃下,甲烷转化率为26.61%,目的产物选择性97.26%。 (2)甲烷和水合成甲醇。甲烷和水直接合成甲醇和H2,具有天然气资源和清洁氢能源综合开发利用的应用价值。桑丽霞,钟顺和在固定床环隙反应器中,150℃下,MoO3-TiO2/SiO2为催化剂光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和H2,甲醇选择性达87.3%。 二、甲烷制备低碳烯烃 (1)甲烷部分氧化制备烯烃。1982年美国的Union Carbide化学公司首次公开发表了甲烷催化偶联制乙烯的研究成果,该工艺是迄今为止天然气制乙烯最简捷的工艺,反应一步完成。最近LG化学公司正在进行利用天然气的主要成分甲烷生产乙烯的技术开发。这是目前世界上利用甲烷生产乙烯的首例技术尝试。甲烷氧化偶联制乙烯的技术关键在于催化剂,目前催化剂品种多达2000种以上。其中,碱金属-碱土金属、稀土金属、过渡金属氧化物和具有特定结构的复合金属氧化物等几大体系的催化剂,以及电催化、等离子催化、激光表面催化和以钙钛矿催化膜为核心的催化技术均具有较好的甲烷氧化偶联生成C2烃的反应活性。苑慧敏,张永军等综述了甲烷氧化偶联制乙烯催化剂的研究进展情况。侯思聪等采用浸渍法制备了Li-ZnO/La2O3催化剂并考察了其低温催化甲烷氧化偶联反应性
甲烷乙烯苯知识点总结复习课程
甲烷乙烯苯知识点总 结
专题复习16--甲烷乙烯苯知识点总结核心知识图 1．烃的分类、通式和主要化学性质 氧化：燃烧 饱和烃：烷烃 C n H2n+2(n≥1) 甲烷取代 结构：链状、碳碳单键裂解 链烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 (脂肪烃) 烯烃 C n H2n(n≥2) 乙烯加成：H2、 X2、 HX 、H2O等 结构：链状、碳碳双键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 炔烃 C n H2n-2(n≥2) 乙炔加成 不饱和烃结构：链状、碳碳叁键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 烃二烯烃 C n H2n-2 (n≥3) 1，3—丁二烯加成：1，2加成、1，4加成 结构：链状、两个碳碳双键加聚 饱和环烃：环烷烃C n H2n (n≥3) 结构：环状、碳碳单键氧化：燃烧、不能使KMnO4(H+)褪色，不能因反应使反应使溴水褪色 苯加成 环烃取代：卤代、硝化、磺化 苯及其同系物C n H2n-6 (n≥6) 结构：环状、大 键 不饱和环烃：芳香烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 稠环芳烃：萘、蒽甲苯取代 加成 甲烷的化学性质 通常情况较稳定，与强酸、强碱、KMnO4等均不反应。 (1)氧化反应甲烷燃烧的热化学方程式为： (2)取代反应 ①定义：有机物分子里的某些被其他 所替代的反应。 ②甲烷与Cl2反应
乙烯 烯烃知识点总结 一、乙烯的组成和结构 乙烯分子的结构简式：CH 2 〓 CH 2 乙烯分子的结构： 键角约120°，分子中所有原子在同一平面，属平面四边形分子。 二、乙烯的制法 工业上所用的大量乙烯主要是从石油炼制厂和石油化工厂所生产的气体中分离出来的。 实验室制备原理及装置 三、乙烯的性质 1.物理性质：无色、稍有气味、难溶于水、密度小于空气的密度。 2.化学性质 （1）氧化反应 a.燃烧 CH 2=CH 2+3O 2??→?点燃 2CO 2+2H 2O （火焰明亮，并伴有黑烟） b.使酸性KMnO 4溶液褪色 （2）加成反应：有机物分子中双键（或叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 （溴的四氯化碳溶液的红棕色褪去） 乙烯除了与溴之外还可以与H 2O 、H 2、卤化氢、Cl 2等在一定条件下发生加成反应，如工业制酒精的原理就是利用乙烯与H 2O 的加成反应而生成乙醇. 3）聚合反应 n CH 2==CH 2???→?催化剂［— CH 2—CH 2 ］— n （ 聚乙烯） 其中 CH 2=CH 2 为单体 —CH 2—CH 2— 为链节 n 为聚合度 四、乙烯的用途 作植物生长的调节剂，还可以作催熟剂；可用于制酒精、塑料、合成纤维、有机溶剂等， 五、烯烃 1.烯烃的概念：分子里含有碳碳双键的一类链烃 2.烯烃的通式：C n H 2n （n ≥2） 最简式：CH 2 可见，烯烃中碳和氢的质量分数别为85.7%和14.3%，恒定不变 环烷烃的通式与烯烃的通式相同，故通式为C n H 2n 的烃不一定是烯烃，如右图中其分子符合C n H 2n ，但不是烯烃而是环烷烃。 （环丁烷）
甲烷氧化偶联制乙烯技术
甲烷氧化偶联制乙烯技术 宁春利王清勋李学福张春雷 (大庆油田天然气分公司天然气利用研究所) 摘要甲烷催化氧化偶联反应(OCM)的提出为由资源丰富且相对廉价 的天然气替代石油路线制取乙烯提供了新 的可能途径,并且该途径是通过一步法获 取乙烯,在现有乙烯生产工艺中最为简捷。 经过近二十年的研究,在OCM的催化剂、 反应工艺以及工程开发等方面已取得了较 大进展。 主题词甲烷天然气氧化偶联乙烯催化剂 11OCM催化剂的研究进展 OCM技术的核心是催化剂的研究与开发。在所研制的催化剂中,显示出较佳性能的催化剂大体可以分为三类:碱金属与碱土金属氧化物;稀土金属氧化物和过渡金属复合氧化物。 (1)碱金属与碱土金属氧化物。未改性的碱土金属本身具有活性,而加入碱金属后,可能引起晶格畸变,增加了活性中心,并减少了表面积,防止甲烷的深度氧化,从而提高了催化剂的活性和选择性。目前,活性较高的催化剂中多半含有碱金属。在碱土金属中以Mg、Ca较为合适,碱金属则以Li、Na等研究的较多,另外加入稀土元素对提高催化剂的活性、选择性和稳定性也有良好的作用。但这类催化剂存在着高温下碱金属流失,使催化剂失活的问题,有待进一步的研究解决。 (2)稀土金属氧化物。稀土金属氧化物有较高的活性和选择性,如Sm2O3、La2O3、Pr2O3及Ce)Yb等都已证明具有OCM活性。稀土经碱金属或碱土金属改性后显示出很好的活性和选择性,受到研究者的普遍注意。其中以Sm2O3系催化剂的活性较好,尤其是LiCl改性后,活性得到进一步的改进。 (3)过渡金属复合氧化物。OCM反应中使用的过渡金属复合氧化物催化剂中,活性比较好的有Mn、Pb、Zn、Ti、Cr、Fe、Co、Ni等。过渡金属氧化物对OCM虽具有活性,但选择性不高,所以一般用碱金属、碱土金属氧化物或卤化物等改性,可以大大提高其对OCM反应的活性。其中以中科院兰州化物所开发的Na-W-Mn/SiO2系列催化剂的性能最为优异,该体系不仅具有高的甲烷转化率和C2烃选择性,通过流化床和寿命试验证明具有很好的流化床长期操作稳定性,同时还适合011 ~111MPa的加压反应,可以提高OCM反应中乙烯的含量。 国内外对上述三类催化剂进行了大量的研究。但结果表明,采用常规的连续流动反应装置,由于大量气相氧的存在,很难控制产物的深度氧化,产物的选择性不高,C2烃单程收率很难突破25%。一般认为,要使此过程具有经济竞争力,甲烷转化率要超过35%,C2烃收率要在30%以上。因此,在继续开发高活性催化剂的同时,另一个研究重点是放在新型膜催化反应器以及循环反应工艺的开发上。通过使用多孔或厚催化陶瓷膜,使氧气和甲烷分别通过膜的两侧,氧气通过解离和体相扩散透过膜在另一侧表面上与甲烷反应。通过控制氧气的透过量,使其与OCM反应速度相一致,可以大大减少气相氧浓度,从而提高产物的选择性。但由于在膜反应器的制备以及适当的膜催化材料的选择上还存在很多问题,迄今研究者们所采用的膜催化反应器中,C2烃的收率还不高。最近国外开发的几种循环工艺,使乙烯的收率得到很大提高,取得了较大进展。 21OCM的工艺开发进展 在OCM的研究中,研究者大多采用两种反应方式。一种是甲烷与氧交替进入催化剂床层(Re2 dox Mode),当甲烷单独通入催化剂时利用催化剂的晶格氧进行氧化反应,此时催化剂被还原,然后再单独通入氧化剂,把还原态的催化剂又氧化成氧 21 油气田地面工程第21卷第6期(2002111)***防腐化工
甲烷、乙烯的综合运用
56 甲烷、乙烯的综合运用 主编人：审核人：审批人：周次13 所需时间1课时班级第小组姓名组评 【学习目标】 1.能熟练的利用甲烷的化学性质进行解题； 2.能记住乙烯的主要性质以及它的用途，并加以应用； 3.能说出取代反应和加成反应的原理，并区分取代和加成反应。【学习重点】甲烷和乙烯的性质 【学习难点】甲烷和乙烯的性质的利用；取代反应和加成反应。 温馨提示：本学案结甲烷与乙烯的性质，独立思考并完成，请勿参 考课本与资料。 【我的地盘我做主】练一练，你还有哪些是不会的呢？ 一、填空题 1.关于甲烷结构的说法中正确的是（） A.甲烷的分子式是C H 4 ，5个原子共面 B.甲烷分子中，碳原子和氢原子形成了4个不完全相同的碳氢共价键 C.甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 D.甲烷中的任意三个原子都不共面 2.关于烃和甲烷的叙述正确的是（） A.烃的组成均符合通式C n H 2n+2 B.烃类通常都难溶于水 C.甲烷在同系物中含碳量最高，因而是清洁能源 D.甲烷只能发生取代反应而不能发生其他反应 3.下列关于有机化合物的性质与应用不正确的是（） A.甲烷和氯气关照条件下发生取代反应，产物是气体与液体的混合物 B.通过加成反应，可以以乙烯为原料制备乙醇、氯乙烷等 C.乙炔分子中的碳碳键不是碳碳双键，故不可以发生加成反应 D.甲烷与氯气反应，试管内黄绿色消失，内壁出现油状液滴 4.城市居民使用的石油气的主要成分是丁烷，在使用过程中，常有一些杂质以液态沉积于钢瓶中，这些杂质是（） A.甲烷和丙烷 B.乙烷与丙烷 C.乙烷与戊烷 D.戊烷与己烷 ★5.下列有关同系物的说法中正确的是（） A.分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物一定是同系物 B.具有相同通式的有机化合物一定是同系物 C.互为同系物的有机物分子结构必然相同
甲烷氧化偶联反应的研究现状
甲烷氧化偶联反应的研究现状 化工07‐3班 马晓东 06072660 摘要 介绍了甲烷氧化偶联反应的研究现状，包括直接利用甲烷氧化偶联反应产物中的稀乙烯制丙醛、环氧乙烷、乙苯及燃料油的工艺过程，并对各过程作了简单评述。 关键词 甲烷 天然气 氧化偶联反应 催化剂 引言 作为天然气有效转化的途径之一，甲烷氧化偶联反应(OCM)在过去的十几年里受到了世界各国催化科学家的重视，自1982年美国UCC的Keller和Bhasin发 表第一篇开创性的报告以来，迄今为止，无论是在催化剂制备、基础研究，还是反应工艺等方面都有大量的论文或专利报道。美国UCC公司、ARCO公司、澳大利亚CRISO公司等都在致力于该项目的研究与开发工作。甲烷氧化偶联是一个复杂的表面‐气相反应，由于产生的C2产物比CH4容易深度氧化，因而限制了C2烃的单程收率和选择性的进一步提高，目前所达到的最佳结果为，C2烃单程收率一般不超过20% ，选择性在80 %左右，烯烷比1～4：1，产物中乙烯的浓度不超过10vol %，大量未转化的甲烷必须循环使用。 随着甲烷氧化偶联研究的不断深入，如何利用产物中的稀乙烯已成为世界各国研究者们关心的一个现实问题。如果采用现行的深冷分离法(cryogenic separation)分离乙烯，其设备投资和操作费用都十分昂贵，在技术和经济上很难与传统的石油蒸汽裂解制乙烯的工艺过程相竞争。如果在不经分离的条件下，直接将甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯转化为价值较高且易分离的化工产品，不仅可以避免昂贵的深冷分离过程，而且可以使乙烯增值。基于上述思想，英国Oxford大学的Green研究小组，开展了常压下甲烷制丙醛的研究 ；中科院兰州化物所沈师孔研究组开展了直接利用甲烷氧化偶联反应产物中稀乙烯制环氧乙烷的研究；大连化物所选择了利用稀乙烯制乙苯的工艺路线。本文主要介绍甲烷氧化偶联反应的一些工艺路线。 1 甲烷氧化偶联反应制环氧乙烷(E0) 甲烷氧化偶联是一个产物较为复杂的反应，从目前研究结果来看，产物中C 烃总收率不超过25％， 一般为20% ， 烯烷比约为l‐2，其余是未反应的CH4。和副产物CO2 、CO、H 20和H2 。对于这样一个复杂的体系， 如何利用其中的稀乙烯将是非常现实的问题。工业上一般采用深冷分离法提取出乙烯。该法适宜于大规模、乙烯含量较高的气体分离。显然，用该法分离中、小规模甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯在经济上是不合算的。如果不经分离而直接将产物中的乙烯转化成环氧乙烷(EO， 沸点9．8)， 不仅可以避免深冷分离问题， 而且可以将稀乙烯转化为经济效益较高的化工产品。乙烯氧化制环氧乙烷在50年代工业化， 传统的空气法已被氧气法取代， 氧气法乙烯含量为20 ‐30 ，加入浓度为10 级的二氯乙烷(DCE)来提高选择性。迄今为止， 银催化剂仍然是乙烯氧化制环氧乙烷唯一有效的催化剂，研究和开发高性能EO 银催化剂的工作仍非常活跃。理论上， 原子氧和分子氧谁为活性氧种， 尚无统一的认识。 刘育等在《 直接利用甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯制环氧乙烷》中得出：
甲烷 乙烯测试题(A组B组)
甲烷乙烯测试题（A组） 一选择题 1、下列有机物说法正确的是（） A、凡含有碳元素的化合物都是有机物 B、易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂中的物质，一定是有机物 C、所有有机物都很容易燃烧 D、大多数有机物聚集时都形成分子 2、有机物中的烃是指的化合物( ) A．含有碳B．含有碳和氢C．仅含有碳和氢D．燃烧后生成CO2和H2O 3、下列物质中，可以跟甲烷发生化学反应的是（） A．氯气B．强酸C．强碱D．高锰酸钾溶液 4、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（） A．氯气与氢气反应 B．氯气与甲烷反应C．HClO分解 D．甲烷与O2反应 5、某烷烃含有200个氢原子，那么该烃的分子式是（） A.C49H200 B. C99H200 C. C99H198 D. C49H100 6、若甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合，在光照下得到的取代产物是（） ①CH3CI ②CH2CI2③CHCI3④CCI4 A、只有① B、只有③ C、①②③ D、①②③④ 7、若要使0.5摩尔甲烷完全和氯气发生取代反应，并生成相同物质的量的四种取代物，则需要氯气的物质的量为（） A、2.5mol B、2mol C、1.25mol D、0.5mol 8、下列是属于取代反应的是（） A．CH3Cl + Cl2CH2Cl2+ HCl B．2KBr + Cl2 == 2KCl + Br2 C．CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O D．NaOH + HCl == NaCl + H2O 9、下列结构简式表示的物质属于烷烃的是（） A. CH3CH2CH=CH2 B. CH3(CH2)2CH(CH3)2 C. CH3CH2OH D. CH3CH=CHCH3 10、同分异构体具有（） ①相同的分子量②相同的分子式③相同的最简式④相同的物理性质⑤相同的化学性质 A．①②③B．①②④C．①②⑤D．②③⑤ 11、可燃冰是天然气与水作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中。据测定每0.1m3的固体“可燃冰”可释放20m3的甲烷气体，则下列说法不正确的是（） A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃 B. “可燃冰”是水变油，属于化学变化
实验室制甲烷
实验室制甲烷 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
实验室制甲烷 CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4（条件是CaO加热） 实验室制乙烯 CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O（条件为加热，浓H2SO4） 实验室制乙炔 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ 工业制取乙醇： C2H4+H20→CH3CH2OH（条件为催化剂） 乙醛的制取 乙炔水化法：C2H2+H2O→C2H4O(条件为催化剂，加热加压) 乙烯氧化法：2CH2=CH2+O2→2CH3CHO(条件为催化剂，加热) 乙醇氧化法：2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件为催化剂，加热） 乙酸的制取 乙醛氧化为乙酸：2CH3CHO+O2→2CH3COOH(条件为催化剂和加温）加聚反应： 乙烯聚合 nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n-（条件为催化剂）
氯乙烯聚合 nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]n-（条件为催化剂）氧化反应： 甲烷燃烧 CH4+2O2→CO2+2H2O(条件为点燃) 乙烯燃烧 CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O(条件为点燃） 乙炔燃烧 C2H2+3O2→2CO2+H2O（条件为点燃） 苯燃烧 2C6H6+15O2→12CO2+6H2O（条件为点燃） 乙醇完全燃烧的方程式 C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O（条件为点燃） 乙醇的催化氧化的方程式 2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件为催化剂）乙醛的催化氧化： CH3CHO+O2→2CH3COOH(条件为催化剂加热)