第六章 天然气化工.ppt
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- 第六章 天然气化工 第六 天然气 化工
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1、1有机化工工艺学有机化工工艺学2概概 述述有机化学工业的任务:有机化学工业的任务:利用自然界中大量存在的煤、石油、天然利用自然界中大量存在的煤、石油、天然气及生物质等资源,通过各种化学加工的方法,气及生物质等资源,通过各种化学加工的方法,制成一系列重要的基本有机化工产品如:乙烯、制成一系列重要的基本有机化工产品如:乙烯、丁二烯、苯、乙炔、苯乙烯、醇、醛、酮、羧丁二烯、苯、乙炔、苯乙烯、醇、醛、酮、羧酸及其衍生物、卤代物、环氧化合物及有机含酸及其衍生物、卤代物、环氧化合物及有机含氮化合物等。氮化合物等。3概概 述述有机化学工业的用途:有机化学工业的用途:高分子合成材料的单体高分子合成材料的单体
2、精细有机化工的原料和中间体:合成洗精细有机化工的原料和中间体:合成洗涤剂、涤剂、表面活性剂、表面活性剂、染料、医药、农药、染料、医药、农药、阻燃剂等阻燃剂等 溶剂、萃取剂、抗冻剂溶剂、萃取剂、抗冻剂 广泛应用于油漆工业、油脂工业、运输广泛应用于油漆工业、油脂工业、运输工业等工业等4概概 述述有机化学工业的作用有机化学工业的作用 与国民经济的许多部门密切相关,如:农与国民经济的许多部门密切相关,如:农业、国防工业,是一门重要的基础化学工业。业、国防工业,是一门重要的基础化学工业。基本有机化工最重要的产品乙烯基本有机化工最重要的产品乙烯5概概 述述有机化学工业的原料有机化学工业的原料20世纪初期:
3、以煤为基础世纪初期:以煤为基础30年代:年代:开始以石油为原料开始以石油为原料50年代:年代:新兴的新兴的“石油化学工业石油化学工业”50年代末年代末-60年代初:原料由煤向石油转化年代初:原料由煤向石油转化70年代以来:开始开发新原料(一碳化学新技术)年代以来:开始开发新原料(一碳化学新技术)21世纪展望:以石油为主,开发新的可替代原料世纪展望:以石油为主,开发新的可替代原料 6概概 述述基本有机化学工业的主要产品基本有机化学工业的主要产品 乙烯系列乙烯系列:聚乙烯、还氧乙烷、乙醛聚乙烯、还氧乙烷、乙醛 丙稀系列丙稀系列:聚丙烯、丙稀啨聚丙烯、丙稀啨 碳四系列:丁二烯、甲基叔丁基醚碳四系列:
4、丁二烯、甲基叔丁基醚 芳烃系列:苯乙烯、对苯二甲酸芳烃系列:苯乙烯、对苯二甲酸 涤纶:聚酯纤维涤纶:聚酯纤维7思考题:思考题:三大合成材料?三大合成材料?PE、LDPE、LLDPE、PP、MTBE、PTA和和PET各代表什么化合物?各代表什么化合物?ABS树脂、树脂、SAN树脂和树脂和SBS热塑性橡胶分热塑性橡胶分别是什么共聚物?别是什么共聚物?8第六章第六章 天然气化工天然气化工第一部分 天然气化工第一节第一节 天然气的组成与化工利用天然气的组成与化工利用第二节第二节 天然气的分离与净化天然气的分离与净化第三节第三节 天然气提氦天然气提氦第四节第四节 天然气制碳黑天然气制碳黑第五节第五节 天
5、然气转化合成甲醇天然气转化合成甲醇第六节第六节 天然气氧化加工天然气氧化加工9第六章第六章 天然气化工天然气化工第一节第一节 天然气的组成与化工利用天然气的组成与化工利用一一 组成:天然气是埋藏在地下深度不同地组成:天然气是埋藏在地下深度不同地层中的可燃性气体,它主要由甲烷、乙层中的可燃性气体,它主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷组成,并含有少量戊烷烷、丙烷和丁烷组成,并含有少量戊烷以上的重组分及二氧化碳、氮、硫化氢、以上的重组分及二氧化碳、氮、硫化氢、氨等杂质。氨等杂质。第一部分 天然气化工1011二二 分类:分类:干气:每标准立方米井口流出物中,干气:每标准立方米井口流出物中,C5以上重质烃(液
6、以上重质烃(液 体)含量体)含量 13.5 cm3。富气:每标准立方米井口流出物中,富气:每标准立方米井口流出物中,C3以上烃类(液以上烃类(液 体)含量体)含量 94 cm3。贫气:每标准立方米井口流出物中,贫气:每标准立方米井口流出物中,C3以上烃类(液以上烃类(液 体)含量体)含量 25%95%分硫法分硫法25%H2S 15%92%阿莫科法阿莫科法H2S 15%90%回收率与转换器级数、操作温度、配风比、有机硫损失和转化气冷凝等有关。回收率与转换器级数、操作温度、配风比、有机硫损失和转化气冷凝等有关。29严格配比,烃类完严格配比,烃类完全燃烧全燃烧,H2S反应反应1/311001600H
7、2S 60%转化转化 放热放热分离气相分离气相夹带液硫夹带液硫出口气温低,有出口气温低,有利于提高转化率利于提高转化率301/3严格配比,烃类完严格配比,烃类完全燃烧全燃烧,H2S全反应全反应2/3与单硫法相同与单硫法相同2/3酸气不燃烧,要求不含有重烃类化合物和其它有机物酸气不燃烧,要求不含有重烃类化合物和其它有机物31蒸气蒸气换热换热燃烧炉燃烧炉稳定酸气火焰稳定酸气火焰与单硫法、分流法相同与单硫法、分流法相同32第三节第三节 天然气提氦天然气提氦1氦的用途氦的用途 0.2%有工业价值有工业价值2膜分离法膜分离法1.膜分离气体的基本原理膜分离气体的基本原理 多孔膜多孔膜 均质膜均质膜 非对称
8、膜非对称膜第一部分 天然气化工多孔膜多孔膜渗透性好、处理能力大,但选择性低,分离系数小渗透性好、处理能力大,但选择性低,分离系数小均质膜均质膜选择性好、分离系数高,但渗透系数太低,处理能力小选择性好、分离系数高,但渗透系数太低,处理能力小非对称膜非对称膜以以多孔膜多孔膜为基础,表面布一层极薄为基础,表面布一层极薄均质膜,均质膜,提高分离系数,提高分离系数,又得到较大渗透系数又得到较大渗透系数33孔径的大小是关键应具有与孔径的大小是关键应具有与气体分子的平均自由程相近的气体分子的平均自由程相近的细孔,且膜薄、空隙率大。细孔,且膜薄、空隙率大。分离是通过该组分在膜物分离是通过该组分在膜物质中的溶解
9、扩散来实现。质中的溶解扩散来实现。压力高,压力高,溶进膜内溶进膜内压力低,压力低,膜内逸出膜内逸出34第三节第三节 天然气提氦天然气提氦2.膜分离工艺膜分离工艺 P2713.膜分离计算膜分离计算假设:假设:稳态下,膜两侧气体各自完全均匀混合稳态下,膜两侧气体各自完全均匀混合透过侧气体组成比等于它们透过分离膜透过侧气体组成比等于它们透过分离膜的量之比的量之比 第一部分 天然气化工35第四节第四节 天然气制碳黑天然气制碳黑1碳黑的性质和用途碳黑的性质和用途炭黑炭黑是以碳氢化合物为原料经部分燃烧是以碳氢化合物为原料经部分燃烧和和“裂解裂解”生成的一种黑色炭素颗粒。生成的一种黑色炭素颗粒。很小的导热性
10、很小的导热性良好的保温材料良好的保温材料具有一定的导电性具有一定的导电性用于橡胶工业、颜料和电器等用于橡胶工业、颜料和电器等第一部分 天然气化工36第四节第四节 天然气制碳黑天然气制碳黑2碳黑的生产工艺碳黑的生产工艺1.生产方法:碳黑是碳氢化合物不完全燃烧生产方法:碳黑是碳氢化合物不完全燃烧的产物,在生产过程中控制一定空气量,的产物,在生产过程中控制一定空气量,保持一定的工艺条件(温度,空气保持一定的工艺条件(温度,空气/烃类,烃类,反应时间等),使一部分碳氢化合物燃烧反应时间等),使一部分碳氢化合物燃烧供给热量,另一部分则在高温下供给热量,另一部分则在高温下“裂解裂解”生成碳黑。生成碳黑。接
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