高聚物合成工藝學(xué)詳解

高聚物合成工藝學(xué)詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共25頁。優(yōu)選高聚物合成工藝學(xué)當(dāng)前2頁，總共25頁。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?xì)浠衔镱悇e，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(diǎn)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.石油的組成當(dāng)前3頁，總共25頁。各類油品的沸點(diǎn)范圍、大致組成及用途當(dāng)前4頁，總共25頁。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(diǎn)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?zé)崃呀鉃榈图壪N、二烯烴。為減少副反應(yīng)，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(yīng)并減輕結(jié)焦速度。當(dāng)前5頁，總共25頁。液態(tài)烴經(jīng)高溫裂解生成的產(chǎn)品成分復(fù)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(biāo)準(zhǔn)，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)品當(dāng)前6頁，總共25頁。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(jī)，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(jìn)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(jìn)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。當(dāng)前7頁，總共25頁。輕柴油裂解生產(chǎn)烯烴方塊流程圖25-26％16-18％11-12％當(dāng)前8頁，總共25頁。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(diǎn)＜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。當(dāng)前9頁，總共25頁。主要特點(diǎn)：截取石腦油中C6-C9烴類（65-145oC餾分）進(jìn)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(yīng)器中于1.4-1.7MPa和520℃下反應(yīng)。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)分離后得芳烴濃度高的重整生成油。當(dāng)前10頁，總共25頁。石腦油裂解生產(chǎn)芳烴方塊流程圖混合芳烴收率為石腦油總量30-33％。當(dāng)前11頁，總共25頁。4.由C4餾分制取丁二烯在石油煉制高溫裂解過程中都會產(chǎn)生易液化的C4餾分(丁烷、丁烯和丁二烯等組成的混合物)。其中1，3-丁二烯是最重要合成橡膠原料；1-丁烯是合成塑料原料；異丁烯是丁基橡膠原料。石油煉制得到的煉廠氣C4餾分中各種丁烯的含量超過50％，丁烷40％，不含有丁二烯。而輕柴油裂解得到的C4餾分丁烷很少，主要是丁烯和丁二烯。由C4餾分制取丁二烯的途徑：(1)由裂解氣分離得到的C4餾分中抽取丁二烯，萃取精餾方法。(2)用煉廠氣或輕柴油裂解氣C4餾分分離出來的丁烯為原料進(jìn)行氧化脫氫制取丁二烯。當(dāng)前12頁，總共25頁。用二甲基甲酰胺DMF萃取精餾丁二烯流程1-第一萃取蒸餾塔，2-第一汽提塔，3-第二萃取蒸餾塔4-丁二烯回收塔，5-第一精餾塔，6-第二精餾塔萃取精餾是液體的混合物中加入較難揮發(fā)的第三組分溶劑，以增大液體混合物中各組分的揮發(fā)度的差異，使揮發(fā)度相對地變大的組分可由精餾塔頂餾出，揮發(fā)度相對地變小的組分則與加入的溶劑在塔底流出分離。溶劑有：二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亞砜等。當(dāng)前13頁，總共25頁。5.以石油和天然氣為基礎(chǔ)合成單體、聚合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脂當(dāng)前14頁，總共25頁。由乙烯獲得的化工產(chǎn)品當(dāng)前15頁，總共25頁。由丙烯獲得的化工產(chǎn)品當(dāng)前16頁，總共25頁。由丁二烯獲得的化工產(chǎn)品當(dāng)前17頁，總共25頁。由甲苯、二甲苯烯獲得的化工產(chǎn)品當(dāng)前18頁，總共25頁。第三節(jié)煤炭路線所獲得的化工產(chǎn)品焦炭與生石灰在2500-3000℃電爐中強(qiáng)熱則生成碳化鈣(電石)，碳化鈣與水作用生成乙炔氣體。目前我國大部分氯乙烯單體和部分醋酸乙烯、氯丁二烯單體以乙炔為原料生產(chǎn)的。煤是自然界蘊(yùn)藏量很豐富的資源。我國已探明煤炭儲量為7650億t，占世界第三位，煤礦伴生的礦并氣儲量也根豐富。煤炭在高溫下干餾則產(chǎn)生煤氣、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)分離可以得到苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴和苯酚、甲苯酚等。當(dāng)前19頁，總共25頁。1.煤的干餾將煤隔絕空氣加熱，隨著溫度升高，煤中有機(jī)物逐漸開始分解，其中揮發(fā)性物質(zhì)呈氣態(tài)逸出，殘留下不揮發(fā)產(chǎn)物就是焦炭。按加熱的溫度不同可分為三種：900-1100℃——高溫干餾700-900℃——中溫干餾500-600℃——低溫干餾煤焦油中約有l(wèi)萬種化合物，已測定出分子結(jié)構(gòu)和性能的有561種。發(fā)達(dá)國家能生產(chǎn)的焦化產(chǎn)品250多種。我國70多種。當(dāng)前20頁，總共25頁。由乙炔獲得的化工產(chǎn)品2.乙炔的生產(chǎn)當(dāng)前21頁，總共25頁。第四節(jié)從動、植物獲得的原料路線來源于自然界的動、植物獲得的原料，能起到石油、煤炭起不到或用極高代價才能起到的作用。例，天然橡膠，天然纖維。從天然產(chǎn)物得到的原料是可再生的，具有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。仿生結(jié)構(gòu)高分子材料當(dāng)前22頁，總共25頁。(1)植物的主要化學(xué)成分是天然高分子化合物-纖維素。所有的植物都含有纖維素如稻麥草、高梁稈、玉米稈、棉子殼、花生殼、稻殼、棉花稈。以棉花纖維的纖維素含量最高