内 容 化学工艺学概论各种工艺流程图化学工艺学概论各种工艺流程图 院 系 机械与汽车工程学院 专 业 过程装备与控制工程 制作整理人 罗韦荣 1、硫酸生产工艺流程图、硫酸生产工艺流程图一二三步骤分别是沸腾炉、接触室、吸收塔，反应方程式如下： 沸腾炉：4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2 接触室：2SO2+O2===2SO3 吸收塔：SO3+H2O===H2SO4生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料 1.燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 S+O2=（点燃）SO2 4FeS2+11O2=（高温）8SO2+2Fe2O3H2SO4工业制作装置 2.接触氧化为三氧化硫 2SO2+O2=(△，V2O5)2SO3（该反应为可逆反应） 3.用 98.3%硫酸吸收 SO3+H2SO4=H2S2O7（焦硫酸） 4.加水 H2S2O7+H2O=2H2SO4 1)SO2+2NH3^H20==(NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2SO4==(NH4)2SO4+H2O+SO22)Na2SO3+SO2+H2O==2Na(HSO3)3)SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O Ca(OH)2+Na2SO3==CaSO3+2NAOH 2CaSO3+O2==2CaSO4工业上制硫酸，先将硫磺或黄铁矿（FeS2）煅烧，生成 SO2，再将 SO2 在接触室中以 V2O5 作催化剂用氧气氧化，得到 SO3，再用在吸收塔中用 98%的硫酸吸收 SO3 生成发烟硫 酸。
得到的发烟硫酸用水稀释可以得到不同浓度的硫酸2 2、催化裂化工艺流程图、催化裂化工艺流程图( (五五) )催化剂及助剂催化剂及助剂 1．催化剂 目前催化裂化所使用的催化剂都是分子筛微球催化剂，根据不同产品要求可制造出各种 型号的催化剂但其使用性能要求是共同的，即高活性和选择性，良好的水热稳定性，抗 硫、氮、重金属的中毒；好的强度，易再生，流化性能好等目前常见的有重油催化裂化 催化剂、生产高辛烷值汽油催化剂、最大轻质油收率催化剂、增加液化气收率催化剂和催 化裂解催化剂等 2 催化裂化助剂 为了补充催化剂的其他性能，近年来发展了多种起辅助作用的助催化剂，这些助剂均以 剂的方式，加到裂化催化剂中起到除催化裂化过程外的其他作用如促进再生烟气中 CO 转 化为 C02，提高汽油辛烷值，钝化原料中重金属对催化剂活性毒性，降低烟气中的 SOx 的 含量等各类助剂，它们绝大多数也是制造成与裂化催化剂一样的微球分别加入再生器内， 但占总剂量很少，一般在 1％—3％，所以每天添加量只有 10-1000kS／d 左右 催化裂化的流程主要包括三个部分：①原料油催化裂化；②催化剂再生；③产物分离 原料喷入提升管反应器下部，在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。
反应温度 480～530℃,压力 0.14~0.2MPa（表压） 反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离 器(简称旋分器)，分离后，进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油裂化气经压缩后去 气体分离系统结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用，再生温度为 600～730℃催化裂化装置主要设备有哪些？催化裂化装置主要设备有哪些？加热炉、反应器、沉降器、再生器、旋风分离器、换热器、空冷器、压缩机、各种油泵、各类容器、专用阀门旋风分离器为什么做成缩径 为减小排气管下口处短路流的影响，人们采用了蜗壳结构的进口形式，使气流进入时，环 形空间较大，气流在进入旋分器内时，尽可能远离排气管，减少细粉尘未经分离直接逃逸 的机会加之在旋分器的进口管形式上进行改进，如进口内侧板朝器壁侧偏一小角度，引 导气流远离排气管，或者改变进口的高宽比，适当增大入口高度，降低入口宽度，使气流 尽可能朝器壁运动此外还将排气管改为缩径型这些结构的改进无非是尽可能减小排气 管下口短路流的影响，使粉尘尽可能分离下来2、催化重整原料：石脑油，又称粗汽油由原油蒸馏或二次加工汽油如焦化汽油、催化裂化汽油切取 相应馏分而得 1 如果催化重整的产品为芳烃（简称 BTX） ，则采用 70-145℃馏分，称为轻石脑油。
2 如果产品为高辛烷值汽油，则采用 70-180℃馏分，称为重石脑油产品： 1 催化重整汽油是无铅高辛烷值汽油的重要组分，发达国家占车用汽油的 25～30% 2 BTX 是基本化工原料，全世界有一半以上的 BTX 来自催化重整 3 氢气是炼厂加氢过程的重要原料，重整副产氢气是比较廉价的氢气来源PS:由于石脑油市场价格远低于车用无铅汽油，使用石脑油和石化助剂调配车用无铅汽油已 成为民营石化企业增加成品油利润的重要方式调配出来的高标号汽油，长期使用会严重 损坏车辆发动机 为了满足对重整原料的要求，必须对重整原料油进行预处理预处理包括：预分馏、预加氢、预脱砷三部分目的：将原料切割成适合重整要求的馏程范围和脱去对催化剂有害的杂质1.1 预分馏目的：根据重整装置产品要求，切割成一定馏程的馏分作为原料原料油经过精馏以切除其轻组分(拔头油)生产芳烃时，一般只切＜60℃馏分；而生 产高辛烷值汽油时，切＜90℃的馏分同时脱除原料油中的部分水分，为重整准备符合馏 分要求的原料 1.2 预加氢目的：脱除原料油中的杂质将预分馏所得的原料，在催化剂和氢压的条件下，烯烃被饱和，硫化物、氮化物、氧 化物等转变成易于除掉的气体、硫化氢、氨和水；原料中的砷、铅、铜、汞、铁等金属毒 物被催化剂吸附除掉，满足重整催化剂对原料油中杂质含量的严格要求。
通常原料油含砷量在 100~200ppb 时，经预加氢后砷含量可降至 1~2ppb 以下若含 砷量过高，则必须先经过预脱砷 1.3 预脱砷目的：砷能使重整催化剂严重中毒失活，因此要求进入重整反应器的原料油中砷含量 不得高于 1ppb 1）加氢法加氢法是采用加氢预脱砷反应器与预加氢精制反应器串联，两个反应器的反应温度、 压力及氢油比基本相同预脱砷所用的催化剂是四钼酸镍加氢精制催化剂在一定条件下， 可将原料油中的砷由 1000ppb 脱至小于 1ppb 2）吸附法吸附法是采用吸附剂将原料油中的砷化合物吸附在脱砷剂上而被脱除常用的脱砷剂 是浸渍有 5％~10％硫酸铜的硅铝小球 3）氧化法氧化法是采用氧化剂与原料油混合在反应器中进行氧化反应，砷化合 物被氧化后经 蒸馏或水洗除去常用的氧化剂是过氧化氢异丙苯，也有用高锰酸钾的2、催化重整将预处理后的精制油采用多金属(铂铼、铂铱、铂锡)催化剂在一定的温度、压力条件下，将原料油分子进行重新排列，产生环烷脱氢、芳构化、异构化等主要反应，以增产 芳烃或提高汽油辛烷值为目的工业重整装置广泛采用的反应系统流程可分为两大类：固定床反应器半再生式工艺 流程和移动床反应器连续再生式工艺流程。
2.1 固定床半再生式工艺流程固定床半再生式重整的特点是当催化剂运转一定时期后，活性下降而不能继续使用 时，需就地停工再生(或换用异地再生好的或新鲜的催化剂)，再生后更新开工运转，因此 称为半再生式重整过程重整反应是强吸热反应，反应时温度下降，因此为得到较高的重整平衡转化率和保 持较快的反应速度，就必须维持合适的反应温度，这就需要在反应过程中不断地补充热量 为此，半再生式装置的固定床重整反应器一般由三至四个绝热式反应器串联，反应器之间 有加热炉加热到所需的反应温度每半年至一年停止进油，全部催化剂就地再生一次2.2 移动床连续再生式工艺流程主要特征是设有专门的再生器，反应器和再生器都是采用移动床反应器，催化剂在 反应器和再生器之间不断地进行循环反应和再生，一般每 3~7 天全部催化剂再生一遍流程中有 4 个反应器，第一、二、三反应器叠在一起，催化剂由上而下依次通过， 然后提升至再生器再生第四反应器因积碳很多，单独并列由第三反应器来的油气经中 间加热炉加热后进入第四反应器为减小床层压降，采用径向反应器2.3 催化重整反应器重整反应器是催化重整装置的关键设备，按物料在反应器的流向可分为轴向和 径向两种结构形式。
两种结构的反应器主要区别是：轴向反应器催化剂 床层厚，物料通过后床层压降较大；径向反应器催化剂床层薄，物料通过后床层压降小重整催化工艺需要四个加热炉和反应器重整催化工艺需要四个加热炉和反应器这是根据重整的工艺特点设计的，催化重整原料主要是 C6_C9 环烷烃和直链烷烃,主要反应是脱氢反应和烷烃环化脱氢，脱氢反应吸热，而且反应由易到难，四个加热炉和反应器分配比较合理为什么会出现催化重整的芳烃转化率超过为什么会出现催化重整的芳烃转化率超过 100%100%因为计算芳烃潜含量时只计算环烷烃和芳烃的含量，而在重整反应中，链烷烃脱氢环化也会生成芳烃，所以才会出现芳烃转化率大于 100%4 合成氨生产合成氨生产合成氨的原料是氢气和氮气氮气来源于空气，可以在制氢过程中直接加入空气，或在低合成氨的原料是氢气和氮气氮气来源于空气，可以在制氢过程中直接加入空气，或在低 温下将空气液化、分离而得；氢气来源于水或含有烃的各种燃料工业上普遍采用的是以温下将空气液化、分离而得；氢气来源于水或含有烃的各种燃料工业上普遍采用的是以 焦炭、煤、天然气、重油等燃料与水蒸气作用的气化方法焦炭、煤、天然气、重油等燃料与水蒸气作用的气化方法 ②②催化剂催化剂 以铁为主的催化剂以铁为主的催化剂(铁系催化剂铁系催化剂)有催化活性高、寿命长、活性温度范围大、价有催化活性高、寿命长、活性温度范围大、价 廉易得、抗毒性好等特点，广泛地被国内外合成氨厂家采用。
廉易得、抗毒性好等特点，广泛地被国内外合成氨厂家采用 催化剂的活性成分是金属铁，而不是铁氧化物使用前用氢氮混合气对催化剂还原，使铁催化剂的活性成分是金属铁，而不是铁氧化物使用前用氢氮混合气对催化剂还原，使铁 氧化物还原为具有较高活性的氧化物还原为具有较高活性的 a 型纯铁还原反应方程式为：型纯铁还原反应方程式为： A12O3 在催化剂中能起到保持原结构骨架作用，从而防止活性铁的微晶长大，增加了催化在催化剂中能起到保持原结构骨架作用，从而防止活性铁的微晶长大，增加了催化 剂的表面积，提高了活性剂的表面积，提高了活性FeO¡¤¤Fe2O3＋＋4H2==3Fe＋＋4H2O间歇气化法优缺点：间歇气化法优缺点：制气时不用氧气，不需空分装置，气化设备简单、便于控制制气时不用氧气，不需空分装置，气化设备简单、便于控制生产过程间歇，发生炉的生产强度低，对煤的质量要求高能耗大，约有一半生产过程间歇，发生炉的生产强度低，对煤的质量要求高能耗大，约有一半 （（1））.原料被当作燃料烧掉，生产能力低，产生三废原料被当作燃料烧掉，生产能力低，产生三废(煤渣、含氰废水、含硫废气等煤渣、含氰废水、含硫废气等)较多较多以煤为原料合成氨的全流程如图所示。
选用了改良蒽琨二磺酸法脱硫、氨基乙酸法脱以煤为原料合成氨的全流程如图所示选用了改良蒽琨二磺酸法脱硫、氨基乙酸法脱CO2、加压变换等新技术加压变换等新技术 （（2））.以天然气等气态烃为原料二段转化法流程如图特点是把脱硫放在转化之前有益以天然气等气态烃为原料二段转化法流程如图特点是把脱硫放在转化之前有益 于转化和变换催化剂，避免转化后把温度降到常温下脱硫，节省和利用了大量的热能于转化和变换催化剂，避免转化后把温度降到常温下脱硫，节省和利用了大量的热能（（3.）下图是以重油为原料生产合成氨的原则流程，主要特点是设有一个空分氮洗联合装）下图是以重油为原料生产合成氨的原则流程，主要特点是设有一个空分氮洗联合装 置。