第二章化学工艺基础lsy.ppt

组成石油的化学元素主要是碳 （83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。其颜色非常丰富，有黑、红、金黄、墨绿、褐红、甚至透明；石油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好！透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油！ 石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。今天88%开采的石油被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。由于石油是一种不可更新原料，许多人担心石油用尽会对人类带来的后果。 　　在中东地区-波斯湾一带有丰富的储藏，而在俄罗斯、美国、中国、南美洲等地也有很大量的储藏。石油的常用衡量单位“桶”为一个容量单位，即42加仑。因为各地出产的石油的密度不尽相同，所以一桶石油的重量也不尽相同。一般地，一吨石油大约有7桶。 1）根据沸程的不同，将石油分类 一次加工和二次加工。一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏。 煤 方案一：将丙烯腈和各副产物同时从水溶液中蒸发出来，冷凝后再逐个精馏分离； 例题：将纯乙烷进行裂解制取乙烯，已知乙烷的单程转化率为60%，若每100kg进裂解器的乙烷可获得46.4kg乙烯，裂解气经分离后，未反应的乙烷大部分循环回裂解器（设循环气只是乙烷），在产物中除乙烯及其它气体外，尚含有4kg乙烷。求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯全程收率。 解： 在进入裂接器的100kg乙烷中，反应产物直接含4kg（未转化也未循环）。设100kg乙烷中，新鲜乙烷量为x，循环乙烷量为y, 转化乙烷量为z。则x+y=100, y+z+4=100。又乙烷单程转化率为60％，即 0.6＝z/100, 解得z=60kg, y=36kg, x=64kg。 当100kg乙烷进入裂解器后，生成46.4kg乙烯，即有46.4×30/28＝49.7kg乙烷转化为目标产品。 故生成乙烯的选择性＝49.7/60=0.828。 乙烷全程转化率＝60/64=0.938。 进口气共含乙烷100kg，理论可生成乙烯100×28/30＝93.3kg，实际生成46.4kg， 乙烯单程收率＝46.4/93.3=0.497（或＝0.828×0.6＝0.497） 新鲜进口气共含乙烷64kg，理论可生成乙烯64×28/30＝59.7kg，实际生成46.4kg， 乙烯单程收率＝46.4/59.7=0.777（或＝0.828×0.938＝0.777） 作业 1. 何谓煤的干馏、气化、液化？ 2. 什么是石油的二次加工？有哪些方法？ 3. 何谓转化率、选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 4.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？ 转化率表征原料的转化程度，反映反应进度。选择性主、副反应进行程度的大小，反映原料的利用是否合理。收率（产率）则是从产物角度来描述反应过程的效率，与转化率类似，可分为单程收率和全程收率。 对同一反应物，Y=S*X。无副反应的体系，S=1，故收率在数值上等于转化率，转化率越高则收率越高；有副反应的体系，S＜1，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。 3. 平衡转化率和平衡产率 平衡转化率：可逆反应达到平衡时的转化率； 平衡产率：可逆反应达到平衡时所得产物的产率； 平衡转化率和平衡产率是可逆反应所能达到的极限值（最大值），但是，反应达平衡往往需要相当长的时间，实际转化率和产率比平衡值低。工艺学的任务之一是通过热力学分析,寻找提高平衡产率的有利条件，并计算出平衡产率。 四、反应条件对化学平衡和反应速率的影响 1. 温度的影响 温度对化学平衡的影响 可逆反应，平衡常数与温度的关系： 吸热反应　ΔH?0，K值随着温度升高而增大,有利于平衡产率增加 放热反应　ΔH?0，K值随着温度升高而减小，降低温度使平衡产率增加 温度对反应速率的影响 ｋ总是随温度的升高而增加。故若为不可逆反应，产物生成速率随温度的升高而加快。 例题：由N2和H2化合生成NH3的反应中，△H00，当达到平衡后，再适当降低温度则正反应速率将____，逆反应速率将____，平衡将向____方向移动；平衡常数将 ___。 降低 降低 正反应 增大 2. 浓度的影响 反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动。生产中常使廉价易得的反应物过量，提高价贵难得