第二章生產(chǎn)單體的原料路線第一節(jié)國土資源與聚合物生產(chǎn)的原料聚合物生產(chǎn)的主要原料為有機化合物，它主要來源于各種資源，如石油、天然氣、煤炭和各種動植物。單體原料來源路線為：石油化工路線、煤炭路線和其它原料路線，我國石油探明儲量約940億t，占世界第8位。天然氣儲量38萬億m3居世界第16位。煤炭儲量為7650億t，占世界第3位。對中國“地大物博”的概念重新加以認識，隨著礦產(chǎn)開發(fā)年代推移、深度的增加、品位下降，2000年以后我國部分礦產(chǎn)將呈現(xiàn)下降趨勢。礦產(chǎn)資源是不可再生的。第二節(jié)從石油和天然氣獲得的石油化工原料路線據(jù)統(tǒng)計，到1998年我國已建立了25個油氣生產(chǎn)基地(其中海洋4個)。全國年產(chǎn)原油1.6億t，天然氣223億m3，分別居世界第5和第18位。從1993年起，我國已成為石油凈進口國。1998年我國原油加工和主要石化產(chǎn)品生產(chǎn)能力（萬t/年）石油主要存在于地球表面以下的一種有氣味的從黃色到黑色的粘稠液體。主要為碳、氫兩種元素所組成的各種烴類混合物，并含有少量的含氮、含硫、含氧化合物。根據(jù)所含主要碳氫化合物類別，原油可分為石蠟基石油、環(huán)烷基石油、芳香基石油以及混合基石油。我國所產(chǎn)石油大多數(shù)屬于石蠟基石油。原油經(jīng)石油煉制工業(yè)的加工，主要是常壓蒸餾(300-400oC以下)分出石油氣、石油醚、汽油、煤油、輕柴油等餾分。高沸點部分再經(jīng)減壓蒸餾得到柴油、含蠟油等餾分。不能蒸出的部分稱做渣油。1.石油的組成各類油品的沸點范圍、大致組成及用途2.石油裂解生產(chǎn)烯烴原料：主要是液態(tài)油品和裂解副產(chǎn)物乙烷，C4餾分等。含有乙烷、丙烷、丁烷等，可液化濕性天然氣，也可作裂解原料。裝置：大規(guī)模裝置多數(shù)是管式裂解爐。為了避免裂解管內(nèi)結(jié)焦，必須采用沸點較低的油品，例如輕柴油、石腦油以及石油煉制過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品煉廠氣。過程：輕油在水蒸汽存在下，于750-820℃高溫熱裂解為低級烯烴、二烯烴。為減少副反應，提高烯烴收率，液態(tài)烴在高溫裂解區(qū)的停留時間僅0.2-0.5秒。水蒸汽稀釋目的在于減少烴類分壓，抑制副反應并減輕結(jié)焦速度。液態(tài)烴經(jīng)高溫裂解生成的產(chǎn)品成分復雜，包括氫、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。裂解裝置可以分為以生產(chǎn)乙烯、丙烯、芳烴為主要產(chǎn)品的裝置。其生產(chǎn)規(guī)模通常以年產(chǎn)的乙烯量為標準，因此石油裂解裝置工業(yè)上稱為“乙烯裝置”，大型乙烯裝置60萬噸/年乙烯以上。輕柴油裂解產(chǎn)品石油裂解裝置：裂解爐及一系列用于氣體物料壓縮和冷凍的壓縮機，一系列用來分離各種產(chǎn)品和副產(chǎn)品的蒸餾塔，許多熱交換器，分離油和水的裝置，氣體干燥，脫酸性氣體等裝置。還有為利用回收能量的急冷鍋爐和制冷裝置冷箱。精制過程：用3-15％NaOH溶液洗滌裂解氣脫除酸性氣體（CO2、H2S等）。炔烴（乙炔和甲基乙炔）一般用鈀催化劑進行選擇性加氫轉(zhuǎn)化為烯烴。大部分水蒸汽在氣體壓縮過程中已除去，少量的水則用分子篩進行干燥。分離過程：裂解氣除含低級烯烴、烷烴外，還有H2。它們在常溫下是氣體，分離提純困難，必須用深度冷凍分離法(深冷分離法)處理，將裂解氣冷凍到-100℃左右，使除H2和CH4以外的低級烴全部冷凝液化，再用精餾方法分離。輕柴油裂解生產(chǎn)烯烴方塊流程圖25-26％16-18％11-12％3.石油裂解生產(chǎn)芳烴苯、甲苯、二甲苯等芳烴是重要的化工原料，過去主要來自煤焦油，現(xiàn)在則開發(fā)了由石油烴催化重整制取芳烴的路線。原料：用全餾程石腦油（由原油經(jīng)常壓法直接蒸餾得到的沸點＜220oC的直餾汽油)于管式爐中，820oC下裂解生產(chǎn)芳烴。生產(chǎn)過程的裂解、分離與輕柴油裂解分離相似，同樣得到聚合級乙烯和丙烯，不同的是裂解原料組成不同。主要特點：截取石腦油中C6-C9烴類（65-145oC餾分）進行加氫，使其中烯烴被氫所飽和，含S、N、Cl的化合物被加氫而脫除。在含鉑催化劑作用，在重整反應器中于1.4-1.7MPa和520℃下反應。烴類發(fā)生脫氫、環(huán)化、異構(gòu)化、裂解，生成芳烴、氫氣、液化石油氣和C5餾分，經(jīng)分離后得芳烴濃度近50％的重整生成油。石腦油裂裂解生產(chǎn)產(chǎn)芳烴方方塊流程程圖混合芳烴烴收率為為石腦油油總量30-33％。。4.由由C4餾分制取取丁二烯烯在石油煉煉制高溫溫裂解過過程中都都會產(chǎn)生生易液化化的C4餾分(丁丁烷、丁丁烯和丁丁二烯等等組成的的混合物物)。其其中1，，3-丁丁二烯是是最重要要合成橡橡膠原料料；1-丁烯烯是合成成塑料原原料；異異丁烯是是丁基橡橡膠原料料。石油煉制制得到的的煉廠氣氣C4餾分中各各種丁烯烯的含量量超過50％，，丁烷40％，，不含有有丁二烯烯。而輕輕柴油裂裂解得到到的C4餾分丁烷烷很少，，主要是是丁烯和和丁二烯烯。由C4餾分制取丁丁二烯的途途徑：(1)由由裂解氣分分離得到的的C4餾分中抽取取丁二烯，，萃取精餾餾方法。(2)用用煉廠氣或或輕柴油裂裂解氣C4餾分分離出出來的丁烯烯為原料進進行氧化脫脫氫制取丁丁二烯。用二甲基甲甲酰胺DMF萃取精精餾丁二烯烯流程1-第一萃萃取蒸餾塔塔，2-第第一汽提塔塔，3-第第二萃取蒸蒸餾塔4-丁二烯烯回收塔，，5-第一一精餾塔，，6-第二二精餾塔萃取精餾是是液體的混混合物中加加入較難揮揮發(fā)的第三三組分溶劑劑，以增大大液體混合合物中各組組分的揮發(fā)發(fā)度的差異異，使揮發(fā)發(fā)度相對地地變大的組組分可由精精餾塔頂餾餾出，揮發(fā)發(fā)度相對地地變小的組組分則與加加入的溶劑劑在塔底流流出分離。。溶劑有：二二甲基甲酰酰胺、乙腈腈、二甲亞亞砜等。5.以石石油和天然然氣為基礎礎合成單體體、聚合物物的路線丁二烯苯丙烯乙烯甲苯石油和天然氣二甲苯橡膠纖維塑料涂料粘合劑離子交換樹樹脂由乙烯獲得得的化工產(chǎn)產(chǎn)品由丙烯獲得得的化工產(chǎn)產(chǎn)品由丁二烯獲獲得的化工工產(chǎn)品由甲苯、二二甲苯烯獲獲得的化工工產(chǎn)品第三節(jié)煤煤炭路路線所獲得得的化工產(chǎn)產(chǎn)品焦炭與生石石灰在2500-3000℃℃電爐中強強熱則生成成碳化鈣(電石)，，碳化鈣與與水作用生生成乙炔氣氣體。目前前我國大部部分氯乙烯烯單體和部部分醋酸乙乙烯、氯丁丁二烯單體體以乙炔為為原料生產(chǎn)產(chǎn)的。煤是自然界界蘊藏量很很豐富的資資源。我國國已探明煤煤炭儲量為為7650億t，占占世界第三三位，煤礦礦伴生的礦礦并氣儲量量也根豐富富。煤炭在高溫溫下干餾則則產(chǎn)生煤氣氣、氨、煤煤焦油和焦焦炭。煤焦焦油經(jīng)分離離可以得到到苯、甲苯苯、二甲苯苯、萘等芳芳烴和苯酚酚、甲苯酚酚等。1.煤的的干餾將煤隔絕空空氣加熱，，隨著溫度度升高，煤煤中有機物物逐漸開始始分解，其其中揮發(fā)性性物質(zhì)呈氣氣態(tài)逸出，，殘留下不不揮發(fā)產(chǎn)物物就是焦炭炭。按加熱的溫溫度不同可可分為三種種：900-1100℃℃——高溫溫干餾700-900℃———中溫干干餾500-600℃℃——低溫溫干餾煤焦油中約約有l(wèi)萬種種化合物，，已測定出出分子結(jié)構(gòu)構(gòu)和性能的的有561種。發(fā)達達國家能生生產(chǎn)的焦化化產(chǎn)品250多種。。我國70多種。由乙乙炔炔獲獲得得的的化化工工產(chǎn)產(chǎn)品品2.乙乙炔炔的的生生產(chǎn)產(chǎn)第四四節(jié)節(jié)從從動動、、植植物物獲獲得得的的原原料料路路線線來源源于于自自然然界界的的動動、、植植物物獲獲得得的的原原料料，，能能起起到到石石油油、、煤煤炭炭起起不不到到或或用用極極高高代代價價才才能能起起到到的的作作用用。。例，天天然橡橡膠，，天然然纖維維。從天然然產(chǎn)物物得到到的原原料是是可再再生的的，具具有很很多獨獨特優(yōu)優(yōu)點。。仿生結(jié)結(jié)構(gòu)高高分子子材料料(1)植物的的主要要化學學成分分是天天然高高分子子化合合物-纖維維素。所有有的植植物都都含有有纖維維素如如稻麥麥草、、高梁梁稈、、玉米米稈、、棉子子殼、、花生生殼、、稻殼殼、棉棉花稈稈。以以棉花花纖維維的纖纖維素素含量量最高高。纖維素素的結(jié)結(jié)構(gòu)式式1.纖纖維維素(2)纖維維累的化學學結(jié)構(gòu)式——(C6Hl0O5)n，是葡萄糖糖苷經(jīng)β——l,4葡葡萄糖苷鍵鍵連接起來來的聚合物物，聚合度度在l000——l0000。纖維素的衍衍生物由纖維素廢廢料獲得的的化工產(chǎn)品品2.淀粉粉(1)來源源植物主要要有玉米、、土豆、木木薯、甘薯薯、小麥、、大米等，，其中產(chǎn)量量最大的是是玉米淀粉粉（80%）。由淀粉生生產(chǎn)乙醇醇(4)淀淀粉可以以用來生生產(chǎn)可降降解塑料料，薄膜膜制品等等。(2)由由淀粉可可生產(chǎn)乙乙醇、丙丙醇、丙丙酮、甘甘油、甲甲醇、甲甲烷、醋醋酸、檸檸檬酸、、乳酸等等一系列列化工產(chǎn)產(chǎn)品。(3)淀淀粉衍生生物工業(yè)業(yè)生產(chǎn)的的有磷酸酸淀粉、、醋酸淀淀粉、醚醚化淀粉粉、氧化化淀粉等等。作為為一種新新型化工工材料廣廣泛應用用于食品品、造紙紙、紡織織、醫(yī)藥藥、涂料料、塑料料、環(huán)保保和日用用化妝品品等。3.農(nóng)農(nóng)副產(chǎn)品品糠醛(1)糠糠醛是一一種重要要的有機機化工原原料，原原料資源源主要有有玉米芯芯、甘蔗蔗渣、燕燕麥殼、、棉籽殼殼、稻殼殼等。(2)用用植物纖纖維原料料中的多多縮戊糖糖生產(chǎn)。。多縮戊戊糖在酸酸存在條條件下經(jīng)經(jīng)加熱水水解為戊戊糖，戊戊糖在酸酸性介質(zhì)質(zhì)中加熱熱脫水而而轉(zhuǎn)化為為糠醛。。n糠醛糠醛類樹脂的的特點是耐化化學腐蝕性優(yōu)優(yōu)良，用來制制造耐酸涂層層等?？啡┇@得的化化工產(chǎn)品4.采用生生物技術從可可再生資源中中合成化學品品。生物技術中的的化學反應，，酶反應大多多條件溫和，，設備簡單，，選擇性好，，副反應少，，產(chǎn)品性質(zhì)優(yōu)優(yōu)良．而又不不產(chǎn)生新的污污染。5