化工生產(chǎn)過程的原料資源與產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化工基本生產(chǎn)技術(shù)化工生產(chǎn)過程的原料資源與產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)TheRawMaterialsandProductsNetworkofChemicalIndustry主要產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)二原料資源一天然氣化工產(chǎn)品三主要內(nèi)容農(nóng)林副產(chǎn)品的化工利用四礦石的化工利用五主要內(nèi)容原料資源一1化學(xué)工業(yè)的原料與產(chǎn)品化工原料有哪些？化工原料化工生產(chǎn)中能全部或部分轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品的物質(zhì)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品指化工原料經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)或一系列加工過程變成的物質(zhì)習(xí)慣上把不再供生產(chǎn)其他化學(xué)品的成品稱為化工產(chǎn)品化肥農(nóng)藥塑料2化工原料是否經(jīng)過加工（1）基礎(chǔ)原料：人類通過開采、種植、收集等方法得到的，主要有空氣、水、礦物資源（金屬礦、非金屬礦、化石燃料）、生物資源等。（2）基本原料：指經(jīng)一定加工得到的原料，如低碳烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、合成氣、三酸兩堿等自然界地殼表層大陸架水圈大氣層生物圈蘊藏豐富資源，部分可供化學(xué)加工基礎(chǔ)原料。自然資源礦物資源生物資源水空氣礦物資源礦物資源是地殼長期形成、發(fā)展與演變過程的產(chǎn)物金屬礦多以金屬氧化物、硫化物、貴金屬、無機鹽類形態(tài)存在；非金屬礦以化合物形態(tài)存在，其中含硫、磷、硼的礦物儲量比較豐富；化石燃料包括煤、石油、天然氣等。最重要的化工原料。主要包括煤、石油、天然氣等，主要由碳和氫兩種元素組成。常用的能源同時也是重要化工原料目前世界上85％左右的能源與化學(xué)工業(yè)均建立在石油、天然氣和煤的基礎(chǔ)上。化石燃料三大化石燃料煤：“工業(yè)的糧食”，是人類歷史上最古老的化石燃料之一。石油：“工業(yè)的血液”天然氣：地下自然形成的可燃性氣體，主要成分甲烷（CH4）生物資源農(nóng)、林、牧、副、漁的植物體和動物體，它們提供了諸如淀粉、蛋白質(zhì)、油料、脂肪、糖類、木質(zhì)素和纖維素等食品與化工原料，天然的顏料、染料、油漆等產(chǎn)品也都取自植物和動物。更換乙醇汽油發(fā)酵酒精法空氣資源空氣的主要成分氮氣和氧氣更是重要的化工原料。從空氣中提取的高純度的氦、氖、氪、氬、氙等氣體，廣泛應(yīng)用于高精尖科技領(lǐng)域；氙氣燈與鹵素?zé)衾纾嚎諝饨?jīng)過深度冷凍分離得到的純氧和純氮，廣泛用于冶金、化工、石油、機械、采礦、食品等工業(yè)部門和軍事、航天領(lǐng)域。隨著近年來膜分離技術(shù)的發(fā)展，使從空氣中分離更多有用的組分成為可能。水資源化工生產(chǎn)中水的應(yīng)用很普遍，水可溶解固體、吸收，氣體參與水解、水合、氣化等反應(yīng)，作為冷熱介質(zhì)。天然降水地表水地下水節(jié)約、保護(hù)水資源、提高水資源利用率尤為重要。地球水面積占比例比較高但可供使用的淡水只占總水量的3%。（淡水嚴(yán)重不足，分布不均）主要產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)二按原料資源加工的產(chǎn)品類型煤化工產(chǎn)品石油化工產(chǎn)品天然氣化工產(chǎn)品農(nóng)林副化工產(chǎn)品1煤化工產(chǎn)品煤--能源、化工、冶金原料以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料及化學(xué)品的工業(yè)，稱為煤化學(xué)工業(yè)（簡稱煤化工）。定義：煤的分類腐植煤（高等植物）腐泥煤（低等植物-藻類為主、浮游生物）殘植煤（植物中角質(zhì)、樹皮等）1煤化工產(chǎn)品腐植煤1煤化工產(chǎn)品煤炭氣化煤炭在化工利用途徑煤炭液化煤炭干餾1煤化工產(chǎn)品（1）煤的干餾(coalcarbonizatin)將煤隔絕空氣加熱，使其分解成焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣的過程稱為煤的干餾。①高溫干餾(煉焦)定義：煤在煉焦?fàn)t中隔絕空氣于900～1100℃進(jìn)行干餾的過程產(chǎn)品：高溫干餾產(chǎn)生焦炭、焦?fàn)t氣、粗苯和煤焦油。1煤化工產(chǎn)品（1）煤的干餾(coalcarbonizatin)①高溫干餾(煉焦)焦炭可用于冶金工業(yè)煉鐵或用來生產(chǎn)電石；焦?fàn)t氣（氫、甲烷、乙烯、乙烷等）則是熱值很高的氣體燃料；粗苯（苯、甲苯、二甲苯）有機化工原料；煤焦油（芳香烴、稠環(huán)等多達(dá)上萬種，已驗證四五百種）是有價值的高溫干餾產(chǎn)品之一，用于醫(yī)藥、染料、香料、農(nóng)藥等行業(yè)原料1煤化工產(chǎn)品（1）煤的干餾(coalcarbonizatin)②低溫干餾定義：煤在較低的溫度(500～600℃)下進(jìn)行干餾的過程。產(chǎn)品：低溫干餾產(chǎn)生半焦、低溫焦油和煤氣等產(chǎn)物。由于終溫較低，分解產(chǎn)物的二次熱解少，故產(chǎn)生的焦油中除含較多的酚類、烷烴和環(huán)烷烴外，芳烴的含量則很少，它是人造石油的重要來源之一，而半焦經(jīng)氣化可制合成氣。1煤化工產(chǎn)品（2）煤的氣化(coalgasification)氣化爐高溫（900-1300℃）空氣氧氣水蒸氣空氣煤氣水煤氣混合煤氣半水煤氣低氮半煤氣特點：利用干餾制取化工原料，只能利用煤中一部分有機物質(zhì)，而煤的氣化則可利用煤中幾乎全部含碳和氫的物質(zhì)。煤氣氣化劑煤/焦炭1煤化工產(chǎn)品（2）煤的氣化(coalgasification)1煤化工產(chǎn)品（3）煤的液化(coalliquefaction)定義：是指煤經(jīng)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化成為液體燃料或化工原料的過程。煤的直接液化煤的間接液化氣體（C1-C4烴類；雜原子H2O、H2S、NH3、CO2）液固相（油、瀝青質(zhì)、殘渣等）烷烴烯烴醇類(420～480℃)、高壓(10～20MPa)費托合成（F-T），主要合成各類烴和含氧化合物F-T合成合成氣-甲醇-汽油（MTG）煤炭液化產(chǎn)品：汽油、柴油、液化石油氣、另外，苯、甲苯、二甲苯等。1煤化工產(chǎn)品（4）煤制電石生石灰煤/焦炭碳化鈣電爐高溫(2200℃)1煤化工產(chǎn)品2石油化工產(chǎn)品石油（原油）：是一種有氣味的粘稠液體，色澤一般黃到黑褐色，由眾多碳?xì)浠衔锝M成的混合物。石油所含化合物：烴類、非烴類、膠質(zhì)、瀝青四大類。無烯烴、炔烴。（主要含碳、氫，含少量硫、氧、氮等化合物；產(chǎn)地不同成分不同）2石油化工產(chǎn)品海上開采石油新疆發(fā)現(xiàn)油氣（超10億噸）一次加工（物理）石油加工二次加工（化學(xué)）2石油化工產(chǎn)品（1）一次加工方法包括常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是一種利用液體混合物中各組分沸點不同進(jìn)行分離的方法。原理根據(jù)沸點不同加熱、蒸發(fā)、冷卻。目的獲得汽油、煤油、柴油、重油等產(chǎn)品。常壓蒸餾又稱為直接蒸餾，是在常壓和300～400℃條件下進(jìn)行的蒸餾。2石油化工產(chǎn)品（1）一次加工根據(jù)沸程的不同，將石油分類：分類沸程石腦油（輕汽油）50-140℃汽油140-200℃航空煤油140-230℃煤油180-310℃柴油260-350℃潤滑油350-520℃重、渣油>520℃重油含有：重柴油、潤滑油、石蠟、瀝青等大分子烴負(fù)壓下，380-400℃下進(jìn)行減壓蒸餾，可得減壓餾分油，可作為催化裂化和加氫裂化的原料。2石油化工產(chǎn)品（1）一次加工2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工催化裂化加氫裂化催化重整熱裂解為了提高汽油產(chǎn)量和質(zhì)量，往往把蒸餾后所得的各級產(chǎn)品再進(jìn)行二次加工。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工①催化裂化(catalyticcracking)定義以重質(zhì)餾分油（長鏈復(fù)雜烴如稠環(huán)環(huán)烷烴、稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)等）為原料，在催化劑作用下于0.1～0.3MPa和450～530℃進(jìn)行裂化產(chǎn)生相對分子質(zhì)量小、沸點的烴的過程?？傻玫礁咝镣橹档钠?。（將重組分轉(zhuǎn)換為輕組分）催化劑硅酸鋁2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工①催化裂化(catalyticcracking)裂化產(chǎn)物分布汽油產(chǎn)率30％～60％柴油產(chǎn)率≤40％氣體產(chǎn)率約10％～20％烴類中C3、C4烯烴可達(dá)一半左右，是寶貴的化工原料；而C3、C4烷烴則為民用液化氣；甲烷和氫是合成氨、甲醇及碳一化工產(chǎn)品的原料。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工②加氫裂化(hydrocracking)定義在催化劑及高氫壓下，加熱重質(zhì)油使其發(fā)生一系列加氫和裂化反應(yīng)，最后轉(zhuǎn)變成航空煤油、柴油、汽油等產(chǎn)品的過程。催化劑貴重金屬（Pt，Pd）和非貴重金屬（Ni，Mo，W）兩類，多以固體酸（如硅酸鋁分子篩等）為載體。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工②加氫裂化(hydrocracking)優(yōu)點減少了產(chǎn)品中的不飽和烴及重芳烴，使硫、氮、氧和重金屬等從烴類化合物中分解脫除，提高了油品的質(zhì)量；而且大量氫氣可以抑制脫氫縮合反應(yīng)，產(chǎn)品油中不含焦油，催化劑上也不結(jié)焦。正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴所占比例相當(dāng)高，重芳烴減少，是優(yōu)質(zhì)的航空煤油和柴油。此外，加氫裂化柴油也可作為裂解制烯烴的原料。加氫裂化已成為現(xiàn)代煉油廠的主要加工方法之一。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工②加氫裂化(hydrocracking)缺點條件苛刻耗氫較多投資高加氫裂化產(chǎn)物分布2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工③催化重整(catalyticreforming)定義是將適當(dāng)?shù)氖宛s分在貴金屬催化劑Pt（或Rh,Re，Ir等）作用下，進(jìn)行碳架結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使環(huán)烷烴和烷烴發(fā)生脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)形成芳烴的方法。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工③催化重整(catalyticreforming)優(yōu)點不僅能提供高辛烷值的汽油，而且能提供苯、甲苯、二甲苯等芳烴原料及液化和溶劑油，并副產(chǎn)氫氣。現(xiàn)在已成為將石油餾分經(jīng)過化學(xué)加工轉(zhuǎn)變成芳烴的重要方法之一。2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工③催化重整(catalyticreforming)經(jīng)重整后得到重整油含有30％～60％的芳烴，還含有烷烴和少量環(huán)烷烴。將重整油中芳烴經(jīng)抽提分離，余下部分稱為抽余油，既可作商品油，也可作為裂解乙烯的原料。催化重整產(chǎn)物分布2石油化工產(chǎn)品（2）二次加工④熱裂解(pyroly