(6)第二章 化学工业的资源路线和主要产品

第三节资源的综合利用化学工业的资源是多种多样的，实际生产中究竟采用哪一种资源路线和生产技术，必须遵循经济而又可行的原则。当资源路线确定后，资源的综合利用就成为一项重要的任务，它不仅与经济效益、社会效益和环境效益有着直接的关系，而且对国民经济的可持续发展产生深远的影响。因此，资源的综合利用水平已经成为衡量一个国家化学工业发展水平高低的一个重要标志。一、煤炭资源综合利用1、煤的种类与组成(1)煤的种类煤的结构模型(2)煤的元素组成：C、H、N、S等(3)煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂混合物2．煤的综合利用煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和煤的气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。(2)煤的气化煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高 。（3）煤的液化煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。二、石油和天然气的综合利用1、天然气资源的综合利用天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。甲烷水合物:甲烷水合物是由甲烷和水在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质，可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为CH4•8H2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。甲烷水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。2、石油资源的综合利用形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。组成元素：C、H、S等。所含物质：烷烃、环烷、芳香烃等（一般不含烯烃）。石油是混合物，无固定的沸点.利用分馏的原理进行石油的分离.1）、石油的分馏利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏.•原油的预处理---------脱水、脱盐•石油的一次加工------分馏•设备-------分馏塔.石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。有常压分馏和减压分馏两种.实验室蒸馏石油的装置2）、石油的裂化石油的裂化--------在一定的条件下，将相对分子质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化。目的：提高轻质油的产量和质量，获得石油裂化气。成分：含有不饱和烃，能使溴水褪色，不能用来萃取溴。注意：汽油有直馏汽油和裂化汽油两种。直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油(不含烯烃)；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油(含有烯烃)。两者成分不同。3）、石油的裂解:目的：为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等），以进行三大合成原料：汽油原理：在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成乙烯、丙烯等短链烃。4）、催化重整:把链状烃转化成为环状烃的过程。如：苯或甲苯等。三、生物质和矿物质的综合利用第四节化工生产的多 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 性一、原料的选择以合成气的生产为例，制造合成气的原料是多种多样的，煤、天然气、石油馏分、农林废料、城市垃圾等均可用来制造合成气。目前工业上生产合成气的方法主要有以下三种。以上三种制合成气的生产方法中，以天然气为原料制合成气的成本最低；煤与渣油制造合成气的成本相近，而渣油制合成气可以使石油资源得到充分的综合利用。总之，原料的选择要依据原料的成本、生产技术水平等条件综合确定。通过选择，有利于原料资源的优化利用，也有利于化学工业向原料路线和产品结构的多元化方向发展。4.原料路线的选择原则可靠性。化工生产过程大部分是连续的生产过程，原料数量及质量的稳定、可靠地供应是进行正常生产的基本条件，否则，必将直接影响投资效益的发挥，甚至还有可能导致投资无效。经济性。原料路线的经济性随时间、地点、资源的情况而变化，特别是随着时间的推移、技术的进步，原料的经济性会发生大的变化。在选择原料时，既要考虑原料的现有市场价格，还应根据市场供需关系变化，预测市场价格的波动情况。合理性。这种合理性是从综合利用资源角度来考察的，因为资源有限，有限的资源要用来获得好的经济效果。从技术上讲，提高原料的综合利用，实现原料反应的“原子经济性”，或尽可能采用无毒无害的原料，从而减少“三废”对环境污染，实现绿色的化工过程，将是今后合理利用资源的选择方向。二、生产路线的选择生产路线的选择是指同一种原料可经过不同的工艺条件、加工路线生产出相同的化工产品。1.目前工业上利用合成气来生产甲醇的路线应用广泛。合成甲醇的主要反应为：合成气生产甲醇的工艺又可分为低压法和高压法两种。高压法是一种较古老的生产方法，低压法则是近年来随着铜系催化剂的开发成功而出现的一种方法。高压法以Zn-Cr为催化剂，反应压力30MPa，温度330～400℃，空速为20000～40000h-1”，合成塔出口甲醇含量约为5％。因高压法的单程转化率较低，合成气循环使用，并通过放空维持惰性气体平衡。高压法技术成熟，但副反应多，甲醇产率较低，投资费用大，动力消耗大低压法中合成压力可以降为5MPa，压缩功大幅度下降，反应温度为220～250℃。与高压法相比，低压法技术经济指标先进，压缩动力消耗仅为高压法的60％左右，是世界各国广泛采用的甲醇生产方法。以对二甲苯为原料制取对苯二甲酸二甲酯有两种生产方法，即四步法和二步法。 四步法是一种传统的生产方法。Ÿ两步法则是将上述第一和第三步并人一个设备中，将对甲基苯甲酸和对苯二甲酸单甲酯的酯化在另一个设备中完成。总之，当生产某种产品的原料确定后，生产路线的选择就成为考虑的首要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，生产路线应根据当前的生产技术水平和生产过程的经济性综合进行确定。2.工艺技术路线的选择工艺技术路线选择的重要性：工艺技术路线影响到项目的投资、产品的成本、产品的质量、劳动条件、环境保护等各个方面，因而决定了项目投资后的经济效益和社会效益。项目投资后的效益如何，其实是工艺技术路线选择的必然结果，能否选到好的工艺技术路线，是项目能否成功的关键，所以，工艺技术路线的选择是项目可行性研究工作的核心。工艺技术路线的选择原则：1）可靠性。化工项目的工艺技术路线可靠与否，可从 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 是否通畅、生产是否安全，工艺是否稳定，消耗定额、生产能力、产品质量和三废排放能否稳定可靠地达到预定指标等方面来判定。在可行性研究中对工艺技术路线可靠性的评价，可以通过对已投产的同类项目进行现场考察，并搜集较长时间的实际生产数据来进行判断，不可只凭文献报道的资料、数据或口说无凭的介绍来决定。2）注意工艺过程所处的发展阶段。任何一种技术，包括化工工艺过程，像一个产品一样，都有一个寿命周期，有新生期、成长期、成熟期、衰退期各个阶段。处于新生期的工艺过程，往往刚刚工业化，技术指标比较先进，但还不成熟，有一定的风险；处于成长期的技术，成功的把握大，并在相当长的一段时间内能获得较稳定的经济利益，选择这样的工艺过程是比较理想的；处于成熟期的技术本身虽完善，很可靠，但已不算先进，新出现的技术可能成为它的竞争对手，甚至会被新的技术超过，所以，采用处于成熟期的工艺过程要尽快建成投产，尽快回收投资；至于处于衰退期的工艺过程，当然不宜采用。3）适用性。技术的适用，是指当时、当地对该项技术的接受能力以及该项技术与相关行业、相关技术体系的匹配程度。一项有先进技术的工艺过程，要求有较高素质的工人和管理人员来掌握，还要求有较高的维修技术和设备备件的配套能力，否则就不能发挥技术先进的优势，因此在可行性研究中，技术路线选择时一定要考虑当时、当地的具体条件。4）经济性。所选工艺技术路线是否具有经济性，首先应考虑投产后能否取得良好的经济效果，这需要进行项目的经济评价。另外，还要考虑自身的经济承受能力，要选择财力能够达到的技术方案。三、产品的选择产品的选择是指利用某种原料经过不同的化学过程，可以生产出不同的产品。要生产出附加值高，经济效益好的产品，才能使原料的价值得以充分发挥，故在资源(原料)确定后，就需选择生产何种产品为效益最好。本章小结1.化工原料是指化工生产中能全部或部分转化为化工产品的物质。起始原料是人类通过开采、种植、收集等方法得到的原料，起始原料主要有空气、水、矿物资源、生物原料等。2.以煤为原料，经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业，称为煤化学工业(简称煤化工，chemicalprocessingofcoal)。3.将煤隔绝空气加热，使其分解成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程称为煤的干馏(coalcarbonization)。4.煤的气化(coalgasification)是指以固体燃料煤或焦炭为原料，在高温(900～1300℃)下通人气化剂，使其转化成主要含氢、一氧化碳、二氧化碳等混合气体的过程。5.常压蒸馏又称为直馏(直接蒸馏)，是在常压和300～400℃条件下进行的蒸馏。在常压蒸馏塔的不同高度可分别采出汽油、煤油、柴油等油品，塔底剩余组分为常压重油。6.催化裂化(catalyticcracking)是以重质馏分油为原料，在催化剂作用下于0.1～0.3MPa和-450～530℃进行裂化的过程。7.加氢裂化(hydrocracking)是指在催化剂及高氢压下，加热重质油使其发生8.催化重整(catalyticreforming)是将适当的石油馏分在贵金属催化剂Pt(或—Rh,Re，Ir等)作用下，进行碳架结构的重新调整，使环烷烃和烷烃发生脱氢芳构化反应形成芳烃的方法。9.热裂解（pyrolysis）是指将烃类加热到750～900℃使其发生裂解的过程。10.天然气除含有主要成分甲烷外，还有乙烷、丙烷、丁烷等各种烷烃及硫化氢、氮、二氧化碳等气体。11.利用生物质资源经过酶或化学物质的催化作用可获得多种基本有机化工的原料或产品，而一些产品从生物质资源制取，至今仍是惟一或较方便的途径。12.未来物质生产的特点之一将是越来越完善和有效地利用这些“废料”和“垃圾”。  13.资源的综合利用，应根据其成分，通过对资源的前期分离、深度加工和开发附加值更高的下游产品来达到。14.生产一种化工产品，可以采用不同原料；而使用同一种原料，也可采不同生产路线。同一种原料采用不同生产路线，可以得到不同产品。综合练习阅读清洁煤技术对资源的发展方向有一个更全面的了解。资源利用的发展方向是什么？制约我国化工发展的资源因素的哪些？应该如何发展我国的资源产业？请通过调研谈谈自己的感想，写出自己的体会。复习思考题1.煤的干馏有哪几种形式?通过煤干馏可得到哪些化工基本原料?2．通过煤的液化可得到哪些化工产品?3．通过煤的气化可得到哪些化工产品?4．石油常减压蒸馏可得到那些化工产品?5．石油的二次加工有哪几种过程?得到的产品各有什么特点?6．天然气在化工中的利用主要体现在哪些方面?7．试举例说明生物质在化工上的利用。8．试举例说明矿石在化工生产中的应用。9．开发利用可再生资源有何意义?10．目前对煤资源的利用存在什么问题?如何提高煤资源的综合利用水平?11．对资源进行综合利用有何现实意义?12．原料选择应遵循什么原则?13．产品选择应遵循什么原则?14．生产路线的选择应遵循什么原则?