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1、 现现代代化化工工导导论论 乙烯（ethylene） 一.分子结构 二.理化性质 三.合成方法 四.存储方法 五.主要用途 六.乙烯工业 2024/8/3 分子式分子式 电子式电子式 结构式结构式 结构简式结构简式一、乙烯的结构：一、乙烯的结构：C2H4C=CHHHHCH2 = CH2 平面型平面型-6-6个原子在同一平面上个原子在同一平面上，键角键角120120 C：C： ：HHHH：空间构型空间构型:二二.乙烯的理化性质乙烯的理化性质1.物理性质 乙烯（ethylene）最简单的烯烃，少量存在于植物体内，是植物的一种代谢产物，能使植物生长减慢，促进叶落和果实成熟。无色易燃气体。熔点169，
2、沸点103.7。几乎不溶于水，难溶于乙醇，易溶于乙醚和丙酮。（1） 氧化反应氧化反应燃烧燃烧 火焰明亮，少量黑烟火焰明亮，少量黑烟CH2=CH2 + 3O2 2CO2 + 2H2O 点燃点燃将乙烯通入酸性将乙烯通入酸性KMnO4溶液中：溶液中：现象：现象：紫红色褪去紫红色褪去被被KMnO4氧化氧化KMnO4 + H2SO4+ C2H4 MnSO4 + K2SO4 + CO2 + H2O规律：含碳量越高，黑烟越大。规律：含碳量越高，黑烟越大。鉴别乙烯和甲烷鉴别乙烯和甲烷2.化学性质化学性质 （2）加成反应）加成反应将乙烯通入溴水，将乙烯通入溴水，颜色褪去颜色褪去BrHHCHCHBr+ Br Br
3、1, 2二溴乙烷二溴乙烷 ，无色液体，无色液体反应实质反应实质：C=C断开一个，断开一个，2个个Br分别直接与分别直接与2个价键不饱和的个价键不饱和的C结合结合CCHHHHCCHHHH加成反应：加成反应： 有机分子中不饱和的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 乙烯还可以与水、氢气、卤化氢、氯气等在一定条件下反应。 CH2=CH2 + HH CH3CH3（3）加聚反应）加聚反应 b.b.聚乙烯无固定熔沸点，为混合物。聚乙烯无固定熔沸点，为混合物。 说明说明：a.a.相关概念相关概念：n n CH2=CH2 -CH2-CH2-n催化剂催化剂单体单体高分子化合物高分子化合物聚合反
4、应：聚合反应： 由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子量大的高分子化合物互相结合成相对分子量大的高分子化合物的反应叫做的反应叫做聚合反应聚合反应。不饱和分子发生的聚合反应同时也是加成反应所以又称为加成聚合反应，简称加聚反应。c c、聚乙烯、聚氯乙烯等白色塑料废弃物，、聚乙烯、聚氯乙烯等白色塑料废弃物，微生物不能降解，是白色污染物。微生物不能降解，是白色污染物。 现在用可降解塑料现在用可降解塑料聚乳酸聚乳酸来代替，它可来代替，它可以被乳酸菌分解为无毒物质。以被乳酸菌分解为无毒物质。 A.实验室制法 B.工业制法三三.乙烯的合成方法乙烯的合成方法A.实验室制法实
5、验室制法消去反应：消去反应：B.工业上的几种制法工业上的几种制法1 石油制乙烯石油制乙烯 2 煤制烯烃煤制烯烃 甲醇制乙烯甲醇制乙烯3.甜高粱制乙烯甜高粱制乙烯乙烯原料的来源：乙烯原料的来源： 采用裂解法生产乙烯的原料，主要来源采用裂解法生产乙烯的原料，主要来源于原油直接蒸馏产物、馏分油二次加工，于原油直接蒸馏产物、馏分油二次加工，以及天然气和油田气等。以原油直接蒸馏以及天然气和油田气等。以原油直接蒸馏得到的乙烯原料，主要是直馏石脑油（轻得到的乙烯原料，主要是直馏石脑油（轻油）、直馏轻柴油、直馏减压柴油；还有油）、直馏轻柴油、直馏减压柴油；还有烯烃生产、芳烃生产的副产乙烷、丙烷、烯烃生产、芳烃
6、生产的副产乙烷、丙烷、丁烷、芳烃抽余油等，以及油田轻烃和天丁烷、芳烃抽余油等，以及油田轻烃和天然气凝析液然气凝析液等。等。1.石油制乙烯石油制乙烯: 乙烯是石油化工的基本有机原料，约有乙烯是石油化工的基本有机原料，约有75%的石油化工产品由乙烯生产，它主要的石油化工产品由乙烯生产，它主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷/乙乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，醇、醋酸乙烯等多种重要的有机化工产品，实际上，实际上，乙烯产量已成为衡量一个国家石乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平
7、的标志油化工工业发展水平的标志。 石脑油：乙烯直接来源于石脑油的裂解。石脑油又称为轻油，可以作为石化原料。过去多指沸点高于汽油而低于煤油之馏份；但沸点较此为低或较此为高者，也常称为石脑油。 石脑油是一种轻质油品，指易挥发的石油产品。石脑油由原油蒸馏或石油二次加工切取相应馏分而得。其沸点范围依需要而定，通常为较宽的馏程，如30-220。石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）；作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点
8、范围为60-165。国外常用的轻质直馏石脑油沸程为0-100，重质直馏石脑油沸程为100-200；催化裂化石脑油有105，105-160及 160-200的轻、中、重质三种。 乙烯装置的主要实现方法乙烯装置的主要实现方法 我们通常所说的乙烯装置，主要包括我们通常所说的乙烯装置，主要包括管式炉裂解管式炉裂解和和深冷分离深冷分离。管式炉裂解管式裂解炉是其核心设备深冷分离过程组成深冷分离过程组成净化系统净化系统精馏分离系统精馏分离系统压缩和压缩和制冷系统制冷系统深冷分离深冷分离: 裂解气分离裂解气分离的重要方法之一，因过程的重要方法之一，因过程采用了采用了-100以下的低温冷冻系统，所以称以下的低温
9、冷冻系统，所以称深冷。原理是利用裂解气中各种烃的相对深冷。原理是利用裂解气中各种烃的相对挥发度不同，在低温下把氢气以外的烃类挥发度不同，在低温下把氢气以外的烃类都冷凝下来都冷凝下来,然后在精馏塔内进行多组分然后在精馏塔内进行多组分精精馏馏分离分离,因此这一方法实质是冷凝精馏过程。因此这一方法实质是冷凝精馏过程。2.煤制烯烃 全球首个煤制全球首个煤制烯烃工业化装置工烯烃工业化装置工程程-神华集团煤制油神华集团煤制油有限公司的煤制烯有限公司的煤制烯烃项目于烃项目于2005年年10月月28日举行了奠基日举行了奠基仪式。仪式。神华包头煤制烯烃示范工程 煤制烯烃包括煤制烯烃包括煤气化煤气化、合成气净化合
10、成气净化、甲醇合成甲醇合成及及甲醇制烯烃甲醇制烯烃四项核心技术四项核心技术。 a、煤气化煤气化 煤炭气化煤炭气化： 是指煤在特定的设备内，在一定温度及压是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。等非可燃气体的过程。煤炭气化装置：煤炭气化装置：b.合成气净化合成气净化 合成气净化就是制甲烷的原料气（合成气净化就是制甲烷的原料气（H2、CO、CO2），除去），除去
11、H2S、烟尘微粒的过程。、烟尘微粒的过程。c.甲醇合成甲醇合成副反应：副反应：d.甲醇制烯烃甲醇制烯烃 甲醇制烯烃是指以煤或天然气合成的甲甲醇制烯烃是指以煤或天然气合成的甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术。3.甜高粱制乙烯甜高粱制乙烯 因甜高粱茎秆含有丰富的糖份，为制取因甜高粱茎秆含有丰富的糖份，为制取燃料乙醇提供了得天独厚的原料。他们采燃料乙醇提供了得天独厚的原料。他们采用固体连续发酵、连续蒸酒生产乙醇工艺，用固体连续发酵、连续蒸酒生产乙醇工艺，主要经粉碎、进料、发酵、出料、蒸酒、主
12、要经粉碎、进料、发酵、出料、蒸酒、脱水等工序，最终制得燃料乙醇。生物质脱水等工序，最终制得燃料乙醇。生物质乙烯是利用甜高梁生产乙醇，然后通过脱乙烯是利用甜高梁生产乙醇，然后通过脱水制造乙烯，工业上采用的催化剂为水制造乙烯，工业上采用的催化剂为-Al2O3或或ZSM分子筛，反应温度为分子筛，反应温度为360420，一般采用外加热多管式固体床，一般采用外加热多管式固体床反应器，乙醇可接近全部转化，乙烯收率反应器，乙醇可接近全部转化，乙烯收率为为95%左右，从而达到节省原油的目的。左右，从而达到节省原油的目的。工人收割甜高粱秸秆工人收割甜高粱秸秆甜高粱制乙醇装置甜高粱制乙醇装置四四.乙烯的存储乙烯的
13、存储存储于阴凉、通风的库房，远离火种、热存储于阴凉、通风的库房，远离火种、热源；源；应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储；应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储；采用防爆型照明、通风设施；采用防爆型照明、通风设施；禁止使用易产生火花的机械设备和工具；禁止使用易产生火花的机械设备和工具；储区应备有泄露应急处理设备。储区应备有泄露应急处理设备。乙烯的存放一般有两种方法：乙烯的存放一般有两种方法：低温储罐低温储罐 一般是用压缩机来制冷。一般是用压缩机来制冷。 优点优点：存储量比较大；但是每次使用都：存储量比较大；但是每次使用都要先加热气化，对钢材的要求比较高。要先加热气化，对钢材的要求比较高。常温球罐储存
14、常温球罐储存五五.乙烯的主要用途乙烯的主要用途(1) (1) 有机化工原料有机化工原料, ,用于制造合成橡胶、合用于制造合成橡胶、合成树脂成树脂(如聚苯乙烯、聚氯乙烯如聚苯乙烯、聚氯乙烯)、合成纤维、炸药、乙醇、乙醛、醋酸、合成纤维、炸药、乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等有机合成产品环氧乙烷等有机合成产品聚氯乙烯粒聚氯乙烯管件(2) 植物生长调节剂，植物生长调节剂，水果的水果的催熟剂催熟剂六六.乙烯工业乙烯工业 乙烯工业是以石油为原料，生产三大合乙烯工业是以石油为原料，生产三大合成材料及有机化工产品的基础原材料工业，成材料及有机化工产品的基础原材料工业，其产品广泛应用于国民经济、人民生活、其产品广
15、泛应用于国民经济、人民生活、国防科技等领域。在党中央、国务院领导国防科技等领域。在党中央、国务院领导下，我国乙烯工业取得了快速发展，已成下，我国乙烯工业取得了快速发展，已成为国民经济重要产业，带动了精细化工、为国民经济重要产业，带动了精细化工、轻工纺织、汽车制造、机械电子、建材工轻工纺织、汽车制造、机械电子、建材工业以及现代农业的发展。在经济社会众多业以及现代农业的发展。在经济社会众多领域发挥着积极作用。领域发挥着积极作用。1.中国乙烯工业的发展中国乙烯工业的发展 随着中国乙烯工业的发展，供需平衡关随着中国乙烯工业的发展，供需平衡关系将逐步得到改善，市场竞争则更加激烈。系将逐步得到改善，市场竞
16、争则更加激烈。面对以市场国际化、资源国际化、技术与面对以市场国际化、资源国际化、技术与人才国际化、资本国际化为主要特征的经人才国际化、资本国际化为主要特征的经济全球化大趋势，市场占有率主要取决于济全球化大趋势，市场占有率主要取决于产品品种、质量和成本。因此，每个乙烯产品品种、质量和成本。因此，每个乙烯厂应有各自的特色，形成自身的强势，如厂应有各自的特色，形成自身的强势，如果只是简单地重复建设，产品结构雷同，果只是简单地重复建设，产品结构雷同，则难以形成竞争优势。则难以形成竞争优势。 中国乙烯存在巨大的市场缺口和消费增中国乙烯存在巨大的市场缺口和消费增长空间，国产乙烯的市场占有率一直较低。长空间
17、，国产乙烯的市场占有率一直较低。为缓解国内乙烯供应紧张，满足国内经济为缓解国内乙烯供应紧张，满足国内经济发展需求，虽然中国石油、中国石化和中发展需求，虽然中国石油、中国石化和中海油加快实施乙烯扩能计划，但中国乙烯海油加快实施乙烯扩能计划，但中国乙烯当量消费供需当量消费供需仍将存在缺口仍将存在缺口。从整体情况。从整体情况看，中国乙烯工业还有较大的发展空间。看，中国乙烯工业还有较大的发展空间。我国我国未来乙烯需求预测未来乙烯需求预测2.我国乙烯工业面临的问题我国乙烯工业面临的问题 总量不足和结构性矛盾并存。虽然乙烯总量不足和结构性矛盾并存。虽然乙烯工业发展较快，但远不能满足经济社会快工业发展较快，
18、但远不能满足经济社会快速发展的要求，不仅乙烯自给率速发展的要求，不仅乙烯自给率不断下降，不断下降，而且产品档次低、品种牌号少。而且产品档次低、品种牌号少。 我国乙烯装置的布局受计划经济我国乙烯装置的布局受计划经济时代建设的影响时代建设的影响, 以各大公司和省、市以各大公司和省、市为中心为中心, 各自建设乙烯装置各自建设乙烯装置, 造成我国造成我国乙烯工业星罗棋布乙烯工业星罗棋布, 既给公用工程公用既给公用工程公用设施的规模化、社会化和专业化造成设施的规模化、社会化和专业化造成一定困难一定困难, 也给环境治理带来问题也给环境治理带来问题, 并并且增加了投资且增加了投资, 削弱了产品在国际市场削弱了产品在国际市场的竞争力。的竞争力。3注重石化企业体制、机制的创新3.我国乙烯未来的发展方向我国乙烯未来的发展方向 规模大型化、油化一体化是乙烯发展方向规模大型化、油化一体化是乙烯发展方向 加快结构调整，努力提高乙烯工业国际竞争加快结构调整，努力提高乙烯工业国际竞争 力力注重石化企业体制、机制的创新注重石化企业体制、机制的创新
