有機化工的主要產品

第6章有機化工的

主要產品1.第6章有機化工的主要產品6.1概述6.1.1有機化學工業(yè)在國民經濟中的作用有機化工是利用自然界中的煤、石油、天然氣等原料，通過各種化學加工方法制成各種有機產品的工業(yè)〔乙烯、丙烯、丁二烯、聚乙烯、苯、甲苯、苯乙烯、醇、酸、環(huán)氧化合物等〕。這些化工產品的用途可分為三類：生產合成橡膠、合成纖維、塑料和其它高分子化工產品的原料〔聚合反響的單體〕。其它有機化工的原料〔如精細化工〕。作為其它工業(yè)開展的物質根底，如溶劑、冷凍劑、防凍劑、載熱體、氣體吸收劑等。2.第6章有機化工的主要產品6.1.2有機化學工業(yè)的原料天然氣：主要成分甲烷〔少量乙烷、丙烷、丁烷，戊烷、CO、氮氣、氫氣、硫化物等〕。石油：主要成分烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴及少量的含氮、氧、硫化合物。石油是有機化工的根底。煤：通過液化、干餾可制得大量芳香類有機物，可以制得乙炔。農副產品：通過纖維的水解可得到糠醛、木糖醇等；通過淀粉發(fā)酵可得到甲醇、乙醇、丙酮等；木材的化學加工可得到甲醇、甲酸、醋酸等。3.第6章有機化工的主要產品6.1.3有機化學工業(yè)的主要產品〔1〕乙烯系列產品主要用于生產高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、環(huán)氧乙烷、乙醛、二氯乙烷等。4.乙烯系列主要產品5.第6章有機化工的主要產品6.1.3有機化學工業(yè)的主要產品〔2〕丙烯系列產品主要用于生產聚丙烯、丙烯腈等。6.丙烯系列主要產品7.第6章有機化工的主要產品6.1.3有機化學工業(yè)的主要產品〔3〕碳四系列產品主要用于生產丁二烯、異丁烯和丁烯。8.碳四系列主要產品9.第6章有機化工的主要產品6.1.3有機化學工業(yè)的主要產品〔4〕芳烴系列產品主要用于生產苯乙烯、對苯二甲酸、苯酚10.芳烴系列主要產品11.第6章有機化工的主要產品6.1.3有機化學工業(yè)的主要產品〔5〕乙炔系列產品主要用來合成乙醛、氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈等〔20世紀60年代后轉向以乙烯為主要原料〕。12.第6章有機化工的主要產品乙炔系列主要產品13.第6章有機化工的主要產品6.2乙烯系列主要產品6.2.1聚乙烯〔PE〕性質：無臭、無毒、耐低溫，化學穩(wěn)定性好，耐酸堿侵蝕，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良。但對于環(huán)境應力很敏感〔特別是機械力〕，耐熱老化性差。用途：主要用于制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等〔熱塑性成型〕。分類：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯〔按密度分〕14.第6章有機化工的主要產品6.2.1聚乙烯〔PE〕低密度聚乙烯(LDPE)分子量：均分子量約為2.5×104~5×104，密度：0.910~0.930g/cm3。熔融指數(shù)(MI)：在標準的塑性計中加熱到一定溫度(一般為190℃)，使聚乙烯樹脂熔融后，承受一定的負荷(一般為2160g)在10min內經過規(guī)定的孔徑(2.09mm)擠壓出來的樹脂重量克數(shù)。采用熔融指數(shù)(MI)來相對地表示相應的分子量，熔融指數(shù)越小，其分子量越高。高壓低密度聚乙烯的生產流程：

15.第6章有機化工的主要產品低密度聚乙烯的生產工藝流程框圖16.第6章有機化工的主要產品一次壓塑機分子量調節(jié)劑泵二次壓塑機釜式聚合反響器管式反應器高壓分離器壓塑機枯燥器密煉機混合機混合物造粒機擠出切粒機低壓分離器減壓閥廢熱鍋爐催化劑泵乙烯高壓聚合生產流程圖17.第6章有機化工的主要產品低密度聚乙烯(2)原料乙烯：

純度要求應超過99.95%，雜質主要是惰性氣體分子量調節(jié)劑：用以控制產品聚乙烯的熔融指數(shù)，丙烯、丙烷、乙烷等，用量一般是乙烯體積的l.0%~6.5%。

18.第6章有機化工的主要產品低密度聚乙烯添加劑：防止聚乙烯在成型過程中受熱時被氧化，防止使用過程〔受熱或紫外線照射〕中老化，添加防老劑(抗氧劑)，如4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚、防紫外線劑等。防止成型過程中粘接模具而需要參加潤滑劑，如油酸酰胺或硬脂酸銨、油酸銨等。為了使吹塑制成的聚乙烯塑料袋易于開口而需要添加開口劑，如高分散性的硅膠(SiO2)、鋁膠(Al2O3)。為了防止外表積累靜電，有時需要添加防靜電劑。19.第6章有機化工的主要產品低密度聚乙烯(3)催化劑〔自由基引發(fā)劑〕氧氣〔管式反響器〕過氧化物〔釜式反響器〕：過氧化二叔丁基，過氧化十二烷酰，過氧化苯甲酸叔丁酯等。(4)聚合過程聚合反響工藝條件：溫度：130~350℃〔溫度過高會發(fā)生爆炸性分解，要防止聚合反響釜內產生局部過熱〕壓力：122~303MPa反響停留時間：15s~2min20.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯性質：無色液體，具有微弱芳香氣味，在空氣中燃燒，可溶于水及多數(shù)有機溶劑中。長期接觸高濃度的氯乙烯，可引起肝脾腫大、肝血管肉瘤。能聚合，與別的不飽和化合物共聚。用途：聚氯乙烯：占塑料產量的第二位，僅次于聚乙烯。硬聚氯乙烯：耐酸設備、管道、日用品。軟聚氯乙烯：電線、電纜的絕緣包皮。聚氯乙烯薄膜：防雨包裝材料及農業(yè)上的保護苗床。聚氯乙烯纖維：濾布、工作服材料〔耐酸、耐堿〕21.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯生產方法：有電石路線、石油路線。1、反響原理C2H2+HCl→CH2=CHCl，△H=-124.7KJ/mol常溫、常壓下KΘ=3.8×1010，轉化率約為100%。在低溫、高壓下可得到更高的轉化率。22.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯反響機理：使用HgCl2-活性炭為催化劑，在403~453K，HCl吸附于催化劑外表的活性中心上，然后吸附態(tài)的HCl再與氣相主體中擴散到相界面上的乙炔氣發(fā)生外表反響而生成吸附態(tài)的氯乙烯，最后氯乙烯從催化劑外表解吸出來。23.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯副反響：〔1〕當C2H2/HCl很小時：〔即HCl過量〕CH2=CHCl+HCl→CH3-CHCl2(1,2二氯乙烷)〔2〕當C2H2/HCl很大時：〔即C2H2過量〕C2H2+HgCl2→Cl-CH=CH-HgClCl-CH=CH-HgCl+HgCl2→Cl-Hg-C(Cl)H-C(Cl)H-HgCl→ClCH=CHCl+Hg2Cl2這時會使HgCl2被復原成Hg2Cl2，甚至是Hg，使催化劑失去活性，并副產二氯乙烯。24.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯2、工藝影響因素〔1〕催化劑：HgCl2-活性炭，HgCl2占8~155〔約為10%〕，含量太高時，反響太快，溫度高，HgCl2升華?！?〕原料氣的純度：①惰性氣體：含量越低越好〔為體積減小的反響〕②水量：含量越低越好〔<0.03%〕，水分會生成酸霧，腐蝕管道，造成催化劑粘結。25.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯③氯氣：由合成HCl時帶入，會與乙炔反響，生成氯乙炔，其易燃燒、爆炸。要求<0.002%。④毒物對催化劑的影響：乙炔氣凈化后，如果仍含有少量的S、P、As的化合物，易使催化劑中毒：HgCl2+H2S→HgS+2HCl3HgCl2+PH3→(HgCl)3P+3HCl26.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯〔3〕摩爾比：采用HCl過量，即C2H2/HCl=1:2.05~2.10〔過量5~10%。

如果C2H2過量，那么會造成3個方面的不利：乙炔價貴；導致催化劑失去活性；增加氯乙烯別離的負擔。27.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯〔4〕溫度：以催化劑的活性溫度為主，高溫時，主催化劑升華，所以選取反響溫度為403~453K，在催化劑使用的初期采用403~423K，在催化劑使用的中后期采用423~453K?！?〕壓力：高壓下的平衡轉化率高，但乙炔易爆炸，所以采用接近常壓操作，2.2~2.5×105Pa，轉化率達99%。28.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯3、工藝流程〔1〕反響器為放熱的氣-固相反響，所以采用列管式固定床反響器，列管內填沖瓷環(huán)，下蓋內襯瓷磚，防止鹽酸腐蝕。29.錐型底盤瓷磚隔板外殼列管冷卻水進口大蓋熱電偶孔手孔氣體進口氣體分配板熱電偶孔支撐管冷卻水進口填料手孔下花板合成氣出口防腐襯里30.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯〔2〕工藝流程混合脫水轉化系統(tǒng)工藝流程——流程框圖與流程圖：合成氣31.反應器反應器緩沖罐緩沖罐脫汞器酸霧過濾器酸霧過濾器酸霧過濾器混合器阻火器液封壓縮機旋風分離器冷凝器采用混合脫水的轉化系統(tǒng)工藝流程圖32.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯氯乙烯的凈化與精制工藝流程——流程框圖：33.水洗塔堿洗塔壓縮機堿槽堿泵水分離器低沸塔高沸塔成品貯槽成品冷凝器冷卻器全凝器冷凝器回流冷凝器緩沖罐氯乙烯凈化與精制工藝流程圖34.第6章有機化工的主要產品6.2.2氯乙烯石油路線制備氯乙烯：〔乙烯氧氯化法〕三步法流程原理：直接氯化局部：C2H4+HCl→C2H4Cl2〔1，2二氯乙烷〕熱裂解局部：C2H4Cl2→C2H3Cl+HCl氧氯化局部：C2H4+2HCl+?O2→C2H4Cl2+H2O35.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛性質：無色透明液體，有特殊刺激性氣味。可溶于水，易燃，與空氣可形成爆炸混合物，爆炸極限為4%~57%。用途：乙醛的化學性質很活潑，其氧化可制備醋酸、醋酸酐；乙醛與氫氰酸反響可生產氰醇，進而可生產乳酸、丙烯腈、丙烯酸酯；與醇縮合制備丁二醇、丁烯醛、正丁醇等。36.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛生產方法：〔1〕乙炔水合法〔包括液相水合和氣相水合法〕：C2H2+2H2O→2CH3CHO液相水合法：催化劑為汞鹽〔有污染，現(xiàn)已淘汰〕氣相水合法：催化劑為磷酸鎘鈣37.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛〔2〕由乙醇制乙醛〔包括吸熱脫氫和放熱脫氫〕CH3CH2OH→CH3CHO+H2吸熱脫氫：催化劑為金屬銅，操作溫度260~290℃，無深度氧化，副產高純度氫氣。放熱脫氫：催化劑為金屬銀，操作溫度為550℃，在空氣或氧氣存在下進行脫氫，再將氫氧化成水，放出的熱為脫氫反響提供熱量。過程中易產生深度氧化。工業(yè)上一般采取吸熱脫氫和放熱脫氫組合工藝，以解決熱平衡問題。38.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛〔3〕C3/C4烷烴氧化制乙醛丙烷/丁烷混合物氣相氧化法，操作條件：425~426℃，1.0Mpa?！?〕乙烯直接氧化法該法為目前乙醛生產的主要方法。原料廉價，乙醛收率高，副反響少。包括一步法工藝和二步法工藝。39.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛1、乙烯液相直接氧化法生產乙醛的原理H2C=CH2+?O2→CH3CHO在催化劑氯化鈀、氯化銅的鹽酸水溶液中發(fā)生的氣相反響，其機理為：H2C=CH2+PdCl2+H2O→CH3CHO+Pd+2HCl〔快速〕Pd+2CuCl2→PdCl2+2CuCl〔慢速，為催化劑再生〕2CuCl+?O2+2HCl→2CuCl2+H2O40.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛2、乙烯液相直接氧化法生產乙醛的工藝過程〔1〕一步法工藝一步法：上述三個反響在同一反響器中進行，用氧氣作氧化劑，又稱氧氣法。反響局部的工藝流程：〔其中反響器為具有循環(huán)管的鼓泡床塔式反響器〕41.第6章有機化工的主要產品反應器冷凝器洗滌塔脫低沸物塔精餾塔冷凝器除沫別離器粗乙醛貯槽催化劑再生器泵泵一步法反響局部工藝流程圖42.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛工藝流程框圖：43.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛影響因素：原料純度：炔類、硫化氫、CO等雜質都能使金屬鈀析出，故對原料氣要求：乙炔<3×10-5，硫化物<3×10-6，乙烯>99.5%，氧氣>99.5%轉化率及進反響器的混合氣組成：對循環(huán)氣的要求：氧氣8%左右，乙烯65%左右，才不會形成爆炸混合物。進氣混合物的組成為乙烯65%、氧氣17%、惰性氣體18%，循環(huán)氣的組成中氧氣8%，經計算乙烯的轉化率為35%左右。44.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛反響壓力：加壓對氣液相反響有利，但壓力不宜過高，否那么動力消耗高、對設備的腐蝕加重，P=0.3Mpa，反響溫度：反響溫度為該壓力下的液相的沸點〔因為在沸騰下反響可有效地帶走大量反響熱〕，T=120~130℃。45.第6章有機化工的主要產品6.2.3乙醛〔2〕二步法工藝二步法：乙烯羰基化和Pd的氧化反響在同一臺反響器中進行，Cu的氧化在另一臺反響器中進行，用空氣做氧化劑，又稱為空氣法。反響條件：在1.0~2.0MPa、105~110℃條件下操作，乙烯轉化率達99%，且原料乙烯純度達60%以上即可用空氣代替氧氣。反響局部工藝流程：46.反響器氧化器閃蒸塔粗餾塔廢空氣洗滌塔脫輕餾分塔精餾塔泵泵貯水槽換熱器換熱器換熱器泵泵廢氧洗滌塔換熱器再生器廢空氣別離器換熱器貯槽二步法反響局部工藝流程圖47.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸1、醋酸的性質及用途物理性質：醋酸是無色透明液體，沸點118℃，冰點16.58℃，又稱冰醋酸。化學性質：醋酸也可與乙醇、乙醚、甘油、苯等有機溶劑以任意比例互溶。純或濃醋酸具有腐蝕性，其蒸氣易燃，醋酸蒸氣與空氣混合可形成爆炸混合物。醋酸具有特殊刺激性氣味，其蒸氣對眼睛、呼吸道粘膜等有強烈刺激。用途：醋酸主要用于合成醋酸乙烯酯、生產醋酸纖維、醋酸酯、金屬醋酸鹽以及氯代醋酸等，在制藥、染料、農藥、食品和化裝品等方面有著廣泛的用途，是重要的根本有機化工原料。48.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸2、乙醛氧化生產醋酸〔1〕反響原理主反響:3CH3CHO+?O2→CH3COOH為自由基連鎖反響，易引起爆炸。催化劑有鈷鹽、錳鹽、鐵鹽等，常以醋酸錳為催化劑。49.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸主要副反響:2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2OCH3COOH→CH3OH+CO2CH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2OCH3OH+?O2→HCHO+H2OHCHO+?O2→HCOOH3CH3CHO+O2→CH3CH(OCOCH3)2+H2O2CH3CHO+5O2→4CO2+4H2O50.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸〔2〕工藝條件氣相法：反響熱移出困難，容易引起局部過熱，易形成爆炸混合物。液相法：工業(yè)上多采用，將氧氣通入乙醛和催化劑的溶液中，乙醛吸收氧生成過氧醋酸，然后在催化劑作用下迅速分解轉化為醋酸。51.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸工藝條件：通氧的速率液柱高度液柱高度一般為4m左右；催化劑用量制備醋酸錳的醋酸溶液，一般用量為0.08％～0.1％。反響溫度溫度一般控制在65～80℃。反響壓力反響壓力〔表壓〕一般控制在0.1～0.2MPa。原料配比以乙醛為過量反響物，乙醛/氧氣(wt.)=3.5～4:1。原料組成水與催化劑生成過氧化錳水合物使其失活。H2O<3％。氧化反響液氣相中乙醛濃度低，爆炸的危險和乙醛損失小，因此要嚴格控制醋酸含量。生產中醋酸一般控制在82％～95％。52.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸〔3〕鼓泡塔反響器乙醛氧化是氣液非均相的放熱反響，生產過程要求反響器：①氣液相均勻接觸；②有效移出反響熱；③平安生產防爆。氧化反響設備為鼓泡反響塔，又稱氧化塔，有內冷卻型和外循環(huán)冷卻型。53.內冷卻型外循環(huán)冷卻型54.第一氧化塔第二氧化塔催化劑回收塔高沸物塔低沸物塔脫水塔乙醛回收塔甲酸回收塔高沸物殘渣塔乙醛氧化生產醋酸工藝流程圖氧氣緩沖罐醋酸蒸發(fā)器55.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸3、甲醇低壓羰基化生產醋酸〔1〕反響原理主反響：CH3OH+CO→CH3COOH+Q副反響：CO+H2O→HCOOH2CH3OH→CH3OCH3+H2OCH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2OCO+H2O→CO2+H2CO+3H2→CH4+H2OCH3OH→CO+2H2CH3COOH→2CO+2H256.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸〔2〕工藝條件反響溫度：主反響是放熱反響，溫度過高，會降低主反響的選擇性，最正確溫度為175℃，一般控制在130～180℃。反響壓力：主反響是分子數(shù)減小的反響。實際生產中，壓力控制在3MPa。反響液組成：醋酸/甲醇(wt.)=1.44:1。當比值小于1時，醋酸收率會降低。57.第6章有機化工的主要產品6.2.4醋酸〔3〕攪拌釜反響器甲醇羰基化合成醋酸是氣液相催化反響過程，主反響是放熱反響。因而要求反響器：①氣液相均勻接觸；②有效移出反響熱。一般可采用攪拌釜或鼓泡塔反響器。58.反應釜閃蒸塔輕組分塔脫水塔重組分塔廢酸汽提塔解吸塔低壓吸收塔高壓吸收塔甲醇低壓羰基化生產醋酸工藝流程

預熱器冷凝器氣液別離器冷凝器氣液別離器59.第6章有機化工的主要產品6.3丙烯系列主要產品6.3.1聚丙烯〔PP〕概述性質：由丙烯聚合而成的熱塑性樹脂。半透明無色固體，五毒無臭，熔點167℃，密度0.9g/cm3。特性為韌性好，密度小，拉伸強度高，熱變形溫度高，生產本錢低。耐老化性能差。用途：用于生產薄膜、紡織品〔熔融指數(shù)可達30~150，流動性高，拉伸強度高〕、塑料容器、汽車部件、食品包裝盒、塑料管道等。60.第6章有機化工的主要產品6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法淤漿法：在稀釋劑〔己烷〕中聚合的方法〔1980年以前〕。液相本體法：在液體丙烯中聚合的方法?！膊捎玫诙呋瘎骋合?氣相聯(lián)合法：我國從1971年引進裝置，現(xiàn)在60%以上產量采用此法生產?！膊捎玫诙呋瘎硽庀啾倔w法：在氣相丙烯中聚合的方法。25%采用此法生產。聚合反響：〔屬陰離子型配位聚合反響，具有連鎖聚合反響特征〕61.6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法1、原料催化劑聚丙烯的催化劑從1957年開始應用于工業(yè)生產以來，已經過3個開展階段，到現(xiàn)階段〔第三代〕催化劑效率已高達1g鈦聚合聚丙烯1000kg以上，而且沒有副產物，凈化工序可全部省去，目前所有生產高等規(guī)度聚丙烯的裝置都用非均相第三代Ziegler-Natta催化劑。鈦金屬氯化物及鋁金屬烷基氯化物組成的絡合催化劑。62.第6章有機化工的主要產品6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法丙烯由于聚丙烯使用的Ziegler-Natta催化劑對雜質有靈敏性，所以要求單體丙烯純度高，以保證聚合反響速度和高等規(guī)度。丙烯主要來源于石油裂解裝置的裂解氣和煉油廠的副產煉廠氣，純度95%左右。裂解氣丙烯經進一步精制后純度到達99.5%，方可作為聚丙烯的原料。催化劑效率越高，對丙烯純度的要求越高。應嚴格控制氫、乙烯和丁烯的含量〔因為氫是分子量調節(jié)劑，乙烯、丁烯可參與共聚〕。O2、CO2、H2、H2O、乙炔影響催化劑活性，丙二烯、丁二烯以及甲基乙炔影響聚合物的結構。63.第6章有機化工的主要產品6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法稀釋劑采取淤漿聚合法生產聚丙烯時，需用烴類作為稀釋劑，使丙烯與懸浮在稀釋劑中的催化劑作用而聚合為聚丙烯，并且可將聚合熱傳導至夾套的冷卻水中。通常聚丙烯不溶于稀釋劑中，所以反響物料呈淤漿狀。石油精煉制品丁烷至十二烷都可用作稀釋劑，而以C6~C8飽和烴為主。稀釋劑用量一般為生產的聚丙烯量的2倍。用氣相法或本體液相法聚合時，僅用很少量的稀釋劑作為催化劑載體。氫氣：高純度氫用來調節(jié)聚丙烯的分子量，即調節(jié)產品的熔融指數(shù)，用量為丙烯體積分數(shù)的0.05%~1%。64.第6章有機化工的主要產品6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法2、工藝條件反響溫度當t>70℃時，因催化劑活性降低，反響速率下降。所以t<70℃。反響壓力丙烯分壓越大，聚丙烯收率越高。65.第6章有機化工的主要產品6.3.2聚丙烯〔PP〕的生產方法3、工藝過程——液相本體法采用絡合Ⅱ型三氯化鈦〔TiCl3〕為催化劑，二乙基氯化鋁〔AlEt2Cl〕為助催化劑單釜操作工藝。其主要特點為：工藝流程簡單，采用單釜間歇操作；原料適應性強，可直接用煉油廠生產的丙烯。動力消耗和生產本錢低，三廢少，環(huán)境污染小。缺點為：裝置規(guī)模小，單線生產能力低，自動化水平低，產品牌號少，應用范圍窄。66.第6章有機化工的主要產品聚丙烯〔PP〕生產的工藝流程框67.丙烯罐丙烯冷凝罐丙烯回收罐閃蒸去活釜真空緩沖罐真空泵分離器丙烯計量罐活化劑計量罐氫氣計量罐聚合釜枯燥塔脫氧塔丙烯泵活化劑罐熱水罐氫氣鋼瓶別離器熱水泵聚丙烯〔PP〕生產的工藝流程圖68.第6章有機化工的主要產品6.4芳烴系列主要產品6.4.1苯乙烯1、概述性質：無色至黃色的油狀液體，高折射率和特殊的芳香氣味，易燃，難溶于水，可溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。沸點146℃，常溫下發(fā)生自聚，不能長期存放。用途：用作合成橡膠和塑料的單體〔丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯〕，與其他單體共聚制造各種工程塑料，與丙烯腈、丁二烯共聚得到ABS樹脂；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物〔SBS〕熱塑性塑料，為聚氯乙烯、聚丙烯的改性劑。69.第6章有機化工的主要產品6.4.1苯乙烯2、乙苯催化脫氫制苯乙烯的原理主反響：C6H5-CH2CH3→C6H5-CH=CH2+H2+117kJ/mol副反響：裂解和析碳反響：C6H5-CH2CH3→8C+5H2C6H5-CH2CH3→C6H6+C2H4加氫裂解反響：C6H5-CH2CH3+H2→C6H5-CH3+CH4C6H5-CH2CH3+H2→C6H6+C2H6水蒸氣轉化反響：C6H5-CH2CH3+2H2O→C6H5-CH3+CO2+3H2苯乙烯聚合反響生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物。70.第6章有機化工的主要產品6.4.1苯乙烯3、乙苯催化脫氫制苯乙烯的工藝條件〔1〕反響溫度脫氫反響是強吸熱反響，高溫對脫氫反響有利，但苯乙烯進一步脫氫、裂解、結焦和聚合反響也增加，所以易采取較低的反響溫度，為了得到最大的苯乙烯產率，必須使用性能優(yōu)良的催化劑〔鐵催化劑的適宜反響溫度為600~660℃〕?！?〕反響壓力脫氫反響是體積增大的反響，降壓對其反響有利，當采取600~660℃反響溫度時，要到達50%以上的轉化率，可在常壓下反響〔即0.1Mpa〕。71.第6章有機化工的主要產品6.4.1苯乙烯〔3〕水蒸氣用量采用水蒸氣，是作為稀釋劑，以降低物料的分壓，還可以對物料進行加熱、消除催化劑外表的結焦。乙苯/水蒸氣(wt.)=1:1.2~2.6?！?〕原料純度二乙苯<0.04%〔質量分數(shù)〕〔二乙苯脫氫生成二乙烯基苯，在別離與精制過程中生成聚合物〕；為了保證催化劑的活性與壽命，必須要求原料：乙炔≤10×10-6；H2S≤2×10-6；HCl≤2×10-6；水≤10×10-672.第6章有機化工的主要產品6.4.1苯乙烯〔5〕催化劑氧化鋅系催化劑、氧化鐵系催化劑〔常用〕氧化鐵系催化劑：Fe2O3-Cr2O3-K2CO3，F(xiàn)e2O3為主催化劑，Cr2O3為穩(wěn)定劑〔加強熱穩(wěn)定性〕，K2CO3為助催化劑?；钚院?，壽命長，在水蒸氣存在下可自行再生。在復原氣氛中脫氫時，選擇性下降〔Fe2O3被復原〕，但在大量水蒸氣的存在下，可以阻止Fe2O3被過度復原。73.第6章有機化工的主要產品6.4.1苯乙烯4、乙苯催化脫氫制苯乙烯的工藝流程根據(jù)高溫供熱方式的不同，有兩種反響器的工藝流程：〔1〕外加熱列管式反響器的工藝流程以煙道氣為載熱體，反響器放在爐內，由高溫煙道氣將反響所需的熱量傳給反響系統(tǒng)，這種型式的反響器稱為外加熱列管式反響器?！?〕絕熱式反響器的脫氫流程熱量由過熱水蒸氣直接帶入反響系統(tǒng)，反響器內物料不與外界環(huán)境發(fā)生熱交換，這種供熱方式的反響器稱為絕熱式反響器。74.反響器過熱器熱交換器預熱器乙苯蒸出塔苯甲苯回收塔苯甲苯分離塔苯乙烯精餾塔外加熱列管式反響器的工藝流程圖75.6.4.1苯乙烯反應器洗滌塔汽提塔過濾器乙苯加熱爐水蒸氣過熱爐真空器油水別離器透平泵廢熱鍋爐乙苯蒸發(fā)器絕熱式反響器乙苯脫氫流程76.透平機〔泵〕透平機是將流體工質中蘊有的能量轉換成機械功的機器。又稱渦輪或渦輪機。透平的最主要的部件是一個旋轉件即轉子，或稱葉輪，它安裝在透平軸上具有沿均勻排列的葉片，流體所具能量在流動中，經過噴管時轉換成功能，流過葉輪時流體沖擊葉輪，推動葉輪轉動，從而驅動透平軸旋轉，輸出機械功。透平機的工質可以是氣體，如：蒸汽、燃氣、空氣、其他氣體或混合氣。也可以是液體，如：水、油、其他液體。以水為工質的叫水輪機，以蒸汽為工質的叫汽輪機，以燃氣為工質的叫燃氣機。77.蒸汽透平機78.第6章有機化工的主要產品6.4.2苯酚與丙酮1、苯酚及丙酮概述〔1〕苯酚的性質和用途苯酚，無色針狀或白色塊狀晶體，具有特殊氣味，苯酚的沸點182℃，熔點42～43℃，可溶解于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳等溶劑，常溫下稍溶于水。苯酚有毒，對皮膚和粘膜有強烈的腐蝕作用。苯酚主要用于制造酚醛樹脂、雙酚A、己內酰胺、烷基酚和水楊酸等；還用作溶劑、試劑和消毒劑；在合成纖維、合成橡膠、塑料、醫(yī)藥、農藥、香料、染料、涂料等方面也有應用。79.第6章有機化工的主要產品6.4.2苯酚與丙酮〔2〕丙酮的性質和用途丙酮是無色、透明、易燃、易揮發(fā)的液體，具有特殊的刺激性氣味。沸點56.2℃，熔點-95.35℃?？膳c水、乙醇、二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚等多種有機物互溶，其蒸氣可與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限2.5％～13％。丙酮是重要的有機溶劑，用于醋酸纖維、乙酰丁酸纖維、丙烯酸樹脂和醇酸樹脂的溶劑；也是生產制造醫(yī)藥、有機玻璃、環(huán)氧樹脂、外表活性劑等的原料。80.第6章有機化工的主要產品6.4.2苯酚與丙酮2、異丙苯法生產苯酚及丙酮異丙苯法生產苯酚、丙酮，包括：①苯烷基化生成異丙苯；②異丙苯氧化生成過氧化氫異丙苯；③過氧化氫異丙苯分解生成苯酚聯(lián)產丙酮。81.第6章有機化工的主要產品6.4.2苯酚與丙酮〔1〕苯烷基化生產異丙苯工藝原理及工藝條件在催化劑作用下，苯和丙烯發(fā)生烷基化反響生成異丙苯。C6H6+CH3-CH=CH2→C6H5-CH(CH3)2工業(yè)上，有三種烷基化方法：①三氯化鋁為催化劑的液相烷基化，副產物是二異丙苯及多異丙苯，多異丙基苯脫烷基轉化為異丙苯。②磷酸-硅藻土為催化劑的氣相烷基化。③硫酸為催化劑的液相烷基化，主要副產物為二烷基苯和多烷基苯。82.第6章有機化工的主要產品