基本有机化学工业的原料

• 1.1 无机化学矿及其加工利用 (自学) • 1.2 石油及其加工利用 • 1.3 天然气及其加工利用 • 1.4 煤及其加工利用 • 1.5 生物质及其加工利用 • 1.6 再生资源的开发利用 • 1.7 空气和水

石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展,至 今,基 本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品 大约有90%来源于石油和天然气。90%左右有机化工产品 上游原料可归结为三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯 (苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘,还有甲醇。其中的三 烯主要由石油制取,三苯、萘和甲醇可由石油、天然气和 煤制取。

石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体,密度与组成有关,相 对密度大约在0.75~1.0。有些油田常伴生油田气。石油是由分子量不同、 组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物,其中化合物的沸点从常 温到500℃以上均有。石油中合量最大的两种元素是C和H,其质量含量分别 为碳83%~87%、氢11%~14%,两者主要以碳氢化合物形式存在。其他 元素的含量因产地不同而有较大的波动,硫含量0.02%-5.5%,氮含量0.021.7%,氧含量0.08%-1.82%。而Ni、V、Fe、Cu等金属元素只含微量,由 十亿分之几到百万分之几。在地下与石油共存的水相中溶有K、Na、Ca、 Mg等的氯化物,易于脱除。石油中的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶 质和沥青三大类。

烃类即碳氢化合物,在石油中占绝大部分约几万种。 ①链式饱和烃。含量最多,有正构烷烃和异构烷烃,两者在石油中约占50 %-70%(质量),仅有极少数油田的石油中链烷烃低于10%-15%。C1-C4烷烃 是溶解在石油中的气态烃,C5-C16烷烃为液态,C17及以上烷烃为溶解在液态 烃中的固态烃。 ②环烷烃。含量仅次于链烷烃,具饱和环状结构,多为五员环和六员环的 单环结构,例如环戊烷和环己烷及其带侧基的衍生物,此外还有少量双环和三 环结构的环烷烃。 ③芳香烃。具不饱和环状结构,有单环的苯系芳烃(苯、甲苯、二甲苯、 乙苯及其他苯的衍生物)、双环的萘及其衍生物(例如甲基萘、其他烷基萘) 和联苯系芳烃,以及三个或三个以上苯环叠合在一起的稠环芳烃。

含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。 ①硫化物。多为有机硫化物,例如硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二疏 化物(RSSR)、噻吩(C4H4S硫杂环化合物)及其衍生物等。硫醇拂点较 低,原油经蒸馏加工后,硫醇多存在于汽油、煤油产品中;硫醚和部分二硫化 物则在中等沸程馏分(如柴油)中;二硫化物、噻吩等则多留在高沸程的重 油、渣油和沥青中。 ②氮化物。多为吡啶、喹啉等不饱和氮杂环结构的有机物,它们的沸点较 高,石油加工后多留在沸点高于500℃的渣油中。 ③氧化合物。有环烷酸、酚类和很少量的脂肪酸,总称为石油酸。其中环 烷酸含量较多,在石油加工分离后,环烷酸多存在于250—400℃沸程的馏分 中。 ④金属有机化合物。含量甚微,主要以金属络合物的形式存在。

石油开采出来尚未加工时称为原油,一次加工方法 为常压蒸馏和减压蒸馏。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。常减压蒸馏流程有三类:

大型石油化工联合企业中的炼油厂蒸馏装置多采用燃料化工-润滑油型流程,见图2-1。

常、减压蒸馏只能将原油切割成几个馏分,主 产的燃

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