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1、石油化工和乙烯相关基础知识一、有关化学知识复习(一)元素与化合物：1、元素：具有相同核电荷数的原子的总称。例如碳、氢、氧、氮、硫、铁等都是元素。元素名称通常用元素的拉丁名称的第一个字母的大写字表示，叫元素符号。如：C（碳） 、H （氢）、O（氧） 、N（氮）、S （硫）等。 世界上所有物质都是由相同或不同的元素按一定规律组成的。2、单质： 相同元素组成的物质叫单质，如铁、氧气、氮气、硫磺等。3、化合物：两种或两种以上不同元素组成的物质叫化合物。在已知的三千多万种化学品中，基本上都是以化合物的形态存在，单质只占极少数。（二） 化合物分类1. 无机化合物：简称无机物，一般指除碳元素外的各种元素化合
2、物（但也包括如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐和酸式碳酸盐等含碳化合物）。包括无机酸、碱、氧化物、无机盐等，元素单质也属无机物之列。“三酸”（硫酸、盐酸、硝酸）“两碱”（烧碱、纯碱）是无机基本化工原料。2 、有机化合物：简称有机物。指除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐和酸式碳酸盐以外的所有含碳化合物。与无机物相比，有机物的特点是：熔点较低；对热不稳定，容易燃烧；难溶于水，易溶于有机溶剂；反应较慢，副产物较多；普遍存在同分异构现象。 （三）有机化合物分类：1、烃：有机化合物品种繁多，分类比较复杂，最简单的有机化合物是“烃”，即仅由碳和氢两种元素组成的化合物，也叫做碳氢化合物。“烃”分为脂肪烃、脂环烃、芳香烃
3、三类。其他各类有机化合物均可看成是烃的衍生物。脂肪烃、脂环烃的习惯命名：碳原子数在十以下的分别用“天干”顺序甲、乙、丙、丁、戊、己等命名。比如：甲烷、丙烷、乙烯、丙烯、环己烷、乙炔等。碳原子数在10以上的以数字命名。（1）脂肪烃： 又称开链烃。 脂肪烃分为烷烃、烯烃和炔烃三种：A. 烷烃：分子中碳碳之间以单键（CC）结合的碳氢化合物，又称饱和脂肪烃。如甲烷、丙烷、丁烷等。室温下C1C4烷烃为气体，C5C15烷烃为液体，C15以上烷烃为固体（石腊）。化学性质稳定。内燃机燃料主要是烷烃。成品油的主要成分是烷烃：名 称主要成分 石油气 C1C4 汽油 C5C12 煤油 C9 C16 柴 油 C10C
4、22 石脑油 C5 C9 B. 烯烃：分子中含有碳碳双键（C=C）的碳氢化合物。属不饱和脂肪烃。包括 单烯烃：含有一个双键（C=C）的烯烃叫做单烯烃，比如：乙烯、丙烯等。 二烯烃：分子中含有两个双键的不饱和烃叫做二烯烃，也叫做双烯烃。比如：丙二烯、丁二烯等。 烯烃化学性质活泼，是有机合成的重要基础原料。 C. 炔烃：分子中含有碳碳三键（C三C）的碳氢化合物，属不饱和脂肪烃。如乙炔。 炔烃化学性质活泼，乙炔曾是最重要的有机合成基础原料之一。(2)芳香烃（芳烃）： 具有芳香性的环烃（碳碳原子之间首尾相联，形成环状的烃）叫做芳香烃，简称芳烃。芳烃及其衍生物统称芳香族化合物。 大多数芳烃都具有苯环结构
5、，根据所含苯环的数目和结构可分为：单环芳烃（如苯、甲苯、二甲苯）、多环芳烃（如联苯）和稠环芳烃（如萘、蒽）。 此外，还有不含苯环结构，但具有一定芳香性的环烃，称“非苯芳烃”。 最简单的芳烃是苯，是重要的有机合成基础原料之一。在石化工业中，常常把含有相同碳原子数的烃类化合物的混合物称为“碳几馏分”。如乙烷、乙烯、乙炔的混合物称“碳二馏分”或“C2馏分”，正丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯、丁炔等统称“C4馏分”等。2.其他有机化合物： 其他有机化合物均可视为烃的衍生物。(1)官能团：又称功能团，决定化合物性质的原子或原子团。 如：羟基（OH）、羰基（）、醛基（）、羧基（COOH）、胺基（NH2）等。(
6、2)烃基：烃分子中少一个或几个氢原子而成的基团叫烃基，常用R表示。如- 甲烷（CH4）去掉一个氢原子而成的基团是甲（烷）基（-CH3）；乙烷（CH3CH3）去掉一个氢原子而成的基团是乙（烷）基（CH3CH2-）； 乙烯去掉一个氢原子而成的基团是乙烯基（）；苯去掉一个氢原子而成的基团是苯基（）等。(3)其他有机化合物的形成：烃基接上不同的官能团就组成不同的化合物。如： 脂肪烃基接上羟基形成的化合物称“醇”; 苯基接上羟基形成的化合物称”酚”； 烃基接上醛基形成的化合物称“醛”； 烃基接上羧基形成的化合物称“酸”； 烃基接上氨基形成的化合物称”胺”； 两个烃基接上羰基形成的化合物称”酮”等。二、石
7、油及化学工业基本概念（一）石油及化学工业在国民经济中的地位和作用： 石油及化学工业是国民经济基础产业之一，是能源及原材料工业的重要组成部分。石化产品广泛用于工业、农业、国防科技和人民生活等各个领域，在国民经济中具有举足轻重的地位和作用。石油及化学工业为其他产业提供能源和各种新型化工材料，有力地促进了其他行业的发展，带动了整个国民经济的增长和结构升级；而其他行业的发展也为石油化工提供了更高水平的装备（冶金、机械、电子）和更加广阔的市场，促进了石化工业的发展。正因为石油及化学工业有如此重要的地位和作用，所以世界发达国家都把石化工业作为国民经济的支柱产业，其发展速度领先于其他工业部门，一般高于整个国
8、民经济23个百分点。（二）石油及化学工业的基本分类：1.关于“石化工业”： 广义的“石化工业”是指“石油及化学工业”，它涵盖“石油”和“化学工业”两大产业； 狭义的“石化工业”是整个“化学工业”的一个组成部分，是指以石油或天然气为原料的化学工业。2.石油工业： 是以石油、天然气为对象，进行地质勘探、开采、炼制等作业，为国民经济各部门提供燃料、化工原料的工业部门。包括石油及天然气开采，石油炼制两大部门。在国民经济中，前者属采掘业，后者为制造业。3.化学工业：主要运用化学的方法，生产化学产品的工业。 可分为无机化学工业、基本有机化学工业、高分子化学工业、精细化学工业等。 以产品的用途分类，包括：化
9、学矿山、无机基本化工原料、有机基本化工原料、无机盐、化肥、农药、染（颜）料、涂料、合成材料、新领域精细化学品、橡胶制品等。 有些工业部门就其生产工艺的性质来说属于化学工业，但已把它分出成为独立的工业部门，如冶金、水泥、造纸、制革、制约等。4.石化工业（狭义）：是指以石油、天然气为原料，既生产石油产品，又生产石油化学品的石油加工业。包括三大生产过程：（1）基本有机原料生产过程：是以石油和天然气为起始原料，经过加工制得三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘等基本有机原料；（2）有机化工过程：是在基本有机原料的基础上，通过各种合成步骤制得醇、醛、酮、酸、酯、醚、腈等有机原料；
10、（3）高分子化工生产过程：是在有机原料的基础上，经过各种聚合、缩合步骤制得合成纤维、合成树脂、合成橡胶等最终产品。 石化工业是联结“石油”和“化工”两大产业的纽带。（三）石油炼制的基本过程： 石油是从地下深处开采出来的黄色乃至黑色的流动和半流动的粘稠液体。它是由烃类和非烃类组成的的复杂的有机混合物。其组成元素主要有C、H、O、N、S五种，还含有极微量的金属元素（镍、钒、铁、铜等）。石油的分类：1、以石油的相对密度(介于0.80.98之间)分-轻质原油相对密度0.865，世界储量较少，我国青海冷湖原油即属此类；中质原油-相对密度0.8650.934，重质原油-相对密度0.9341.000特重质原
11、油-相对密度1.000我国原油的大多在0.850.95之间，属偏重的常规原油。2、 以石油的硫含量(差别很大，从万分之几到百分之几)分-低硫原油-含硫量0.5%，我国原油大多为低硫原油，如克拉玛依原油含硫量仅0.04%；高硫原油-2%，如委内瑞拉原油含硫量高达5.48%；含硫原油-介于上述二者之间。3、 以石油的含蜡量分-一般把含蜡量低于2.5%，2.510%，10%的原油分别称低蜡原油，含蜡原油，高蜡原油。4、 以石油所含烃类分-石蜡基原油：以石蜡(烷烃)为主的一类原油，特性因数大于12.1，高沸点馏分含蜡量较多，凝点高，相对密度小，非烃组分较低，我国大庆、华北、江苏、青海、南阳油田均为低硫
12、石蜡基原油；环烷基原油：又称沥青基原油，含环烷烃较多，特性因数10.511.5，我国胜利油田单家寺原油即为此类；中间基原油：也称混合基原油，性质介于石蜡基原油和环烷基原油之间，特性因数11.512.1，胜利油田的胜坨原油属我国为数很少的中间基原油。 石油直接作为燃料对人类社会贡献不大，还污染环境，只有经过炼制，才能从中提炼、生产出各种有用的产品，发挥它的最大效能。石油炼制的目的是生产出人类社会所需要的各种成品油和各种石化产品。1、一次加工过程：即常减压蒸馏。在常压或减压状况下，用蒸馏的方法将原油按沸点的高低切割为若干个部分，即所谓“馏分”，如汽油、煤油、柴油等。（这些馏分都是混合物） 原油经过
13、预处理(脱盐、脱水)及加热后，首先进初馏塔，从塔顶分出轻汽油，然后进入常压塔，分出直馏汽油、直馏煤油、直馏柴油、直馏柴油等，塔底的重油进减压蒸馏塔，在约60毫米汞柱的真空度下进行蒸馏，产出二次加工原料，（有的还产出润滑油基础油），塔釜出减压渣油。2、二次加工过程 原油一次加工(常减压蒸馏)只能得到10-40%的轻质油品，其余是重馏分和残渣油。而社会对轻质油品的需求却占石油产品的90%左右，同时，直馏汽油辛烷值很低，约40-60，而一般汽车要求辛烷值至少大于70，所以要对一次加工所得产品进行二次加工。 二次加工的目的：提高油品加工深度，以得到更多轻质油品；增加产品品种，提高产品质量。（1）催化裂
14、化过程及产品是以减压馏分油、焦化柴油和蜡油等重质馏分油或渣油为原料，在常压和450-510的条件下，在催化剂的存在下，发生一系列的化学反应，转化生成气体烃、汽油、柴油等轻质产品的过程。它是炼油工业中最重要的一种二次加工工艺。 （2）延迟焦化过程及产品：延迟焦化是以贫氢重质残油（如减压渣油、裂化渣油、沥青等）为原料，在高温（400-500）下进行的深度热裂化反应。通过裂解反应，使渣油的一部分转化为气体烃和轻质油品；由于缩合反应，使渣油的另一部分转化为焦炭。主要设备有加热炉、焦炭塔、分馏塔。（3）催化重整过程及产品 在催化剂的存在下，烃类（主要是环烷烃）分子重新排列成新的分子结构，而不改变分子大小
15、的加工过程。依据所采用的催化剂的种类，习惯上称“铂重整”、“铂铼重整”、“多金属重整”。其原料是重石脑油，产品包括高质量的汽油、芳烃、氢气等。大部分催化重整后加上“芳烃抽提”装置，以生产苯、甲苯、二甲苯等。（4）加氢裂化：加氢裂化是重质原料（如蜡油）在催化剂和氢气存在下，在较高的压力和温度下（10-15 MPa，400左右），使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油或催化裂化、裂解制烯烃的原料的加工过程。加氢裂化的液体产品收率达98以上，其质量也远较催化裂化高。但由于它是在高压下操作，条件较苛刻，需较多的合金钢材，耗氢较多，投资较高，故没有像催化裂化那样普遍应用。武汉石化目前没有加氢裂化装置，计划在800万吨/年炼油改造二期工程上一套200万吨/年加氢裂化装置。（5）加氢精制过程主要用于油品精制，其目的是通过加氢反应，除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质，改善油品的使用性能
