第二章 化学工艺基础.

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1 第二章 化学工艺基础

2 第2章 化学工艺基础 主要内容： 2.1 化学工业原料资源及其加工利用 2.2 化工生产过程及流程 2.3 化工过程的主要效率指标

3 第2章 化学工艺基础 本章学习要求 了解主要无机化学矿的种类，掌握磷矿和硫铁矿的 加工利用方法； 掌握石油、煤及天然气的加工利用方法；
了解化工生产过程的组成及工艺流程的组织方法； 熟练掌握化工过程主要效率指标的概念及计算方法。

4 2.1 原料资源及其加工 无机化学矿 石油 天然气 煤 生物质 空气 水

5 2.1.1 无机化学矿及其加工利用 主要无机化学矿 盐矿 岩盐、海盐和湖盐等， 用于制造纯碱、烧碱、盐酸和氯乙烯等；
硫矿 硫磺（S）、硫铁矿（FeS2）等， 用于生产硫酸和硫磺； 磷矿 氟磷灰石〔Ca5F(PO4)3〕 氯磷灰石〔Ca5Cl(PO4)3〕 用于生产磷肥、磷酸和磷酸盐等； 钾盐矿 钾石盐（KCl和NaCl的混合物）、光卤石 （KCl.MgCl2.6H2O）、钾盐镁矾(KCl.MgSO4.3H2O)

6 主要无机化学矿 铝土矿 水硬铝石（α·Al2O3·H2O）和 三水铝石（Al2O3·H2O）的混合物； 硼矿 硼砂矿（Na2O·2B2O3·10H2O）、 硼镁石（2MgO·B2O3·H2O）等； 锰矿 锰矿（β和γMnO2）、菱锰矿（MnCO3）； 钛矿 金红石（TiO2）、钛铁矿（FeTiO3）等； 锌矿 闪锌矿（ZnS）、菱锌矿（ZnCO3）； 钡矿 重晶石（BaSO4）、毒晶石（BaCO3）等； 天然沸石 斜发沸石、丝光沸石、毛沸石； 硅藻土、膨润土 可作吸附剂和催化剂载体。

7 磷矿的加工利用 多为氟磷灰石〔Ca5F(PO4)3〕，主要用于制造磷肥。 又称酸法，用硫酸、磷酸、硝酸或盐酸分解磷矿， 并将磷矿中的钙以钙盐的形式分离掉。 利用高温分解磷矿，并进一步制成可被作物吸收的 磷酸盐。用这种方法生产的磷肥不溶于水，属枸溶性 磷肥。（其中所含磷能溶于柠檬酸或柠檬酸铵溶液， 亦能被植物吸收。柠檬酸又称为枸橼酸。） 湿法 热法

8 制得水溶性重过磷酸钙Ca(H2PO4)2 ·H2O
湿法生产磷肥 Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O=3H3PO4 +5CaSO4·nH2O +HF 用氨中和磷酸得磷酸铵或将磷酸与磷矿反应 制得水溶性重过磷酸钙Ca(H2PO4)2 ·H2O

9 湿法生产磷肥 生产重过磷酸钙工艺条件： 磷矿粉的细度：要求 90%~95%通过100目筛。 硫酸浓度：一般为65%~70%，温度为70~85℃。 硫酸用量：一般生产上所用硫酸量为理论用量 的103%~105%。

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11 2.1.1 无机化学矿及其加工利用 硫铁矿 立方晶系 FeS2 斜方晶系 FeS2 FenSn+1 硫铁矿主要用于生产硫酸，世界上硫酸总
黄铁矿 立方晶系 FeS2 白铁矿 斜方晶系 FeS2 磁硫铁矿 FenSn+1 硫铁矿主要用于生产硫酸，世界上硫酸总 产量的一半以上用于生产磷肥和氮肥。

12 以硫铁矿为原料生产硫酸的步骤： 主要反应： 焙烧反应 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 氧化反应 SO2+0.5O2=SO3
含硫原料 原料气的生产 含SO2的炉气 炉气净制 净化炉气 SO2催化转化 含SO3气体 成酸 H2SO4 主要反应： 焙烧反应 FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 氧化反应 SO2+0.5O2=SO3 吸收反应 nSO3+H2O=H2SO4+(n-1)SO3

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14 沸 腾 焙 烧 炉

15 2.1.2 石油及其加工利用 石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展；
基本有机化工、高分子化工、精细化工及 氮肥工业等的产品中大约有90%来源于石 油和天然气。 90％左右的有机化工产品的上游原料可归 结为三烯、三苯、乙炔、萘和甲醇。

16 2.1.2 石油及其加工利用 三烯——乙烯、丙烯、丁二烯 石油制取 三苯——苯、甲苯、二甲苯 石油、天然气和煤制取

17 2.1.2 石油及其加工利用 1. 石油的组成 由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物，其中化合物的沸点从常温到500℃以上不等。 石油中的化合物分为 烃类 非烃类 胶质和沥青

18 链式饱和烃 环烷烃 芳香烃 烃类化合物 非烃化合物 胶质和沥青质 硫化物 氮化物 含氧化合物 稠环烃类等

19 2.1.2 石油及其加工利用 2. 油品的概念 根据沸程不同，将石油分馏为： 石脑油（轻汽油） 50－140℃ 汽油 140－200℃
石脑油（轻汽油） 50－140℃ 汽油 －200℃ 航空煤油 －230℃ 煤油 －310℃ 柴油 －350℃ 润滑油 －520℃ 重、渣油 >520℃

20 2.1.2 石油及其加工利用 汽油的来源和指标 来源 常减压蒸馏（一次加工）得到直馏汽油； 催化裂化重整（二次加工）得到催化汽油。 辛烷值
来源 常减压蒸馏（一次加工）得到直馏汽油； 催化裂化重整（二次加工）得到催化汽油。 辛烷值 汽油在内燃机中燃烧时，抗爆震性能的指标。 辛烷值越大，抗爆震性能愈高，汽油的质量 也愈好。 测定方法：研究法(RON)、马达法(MON)。

21 辛烷值定义 将异辛烷规定为100，正庚烷为0，两者以不同比例混合，制成标准汽油。将待测汽油与标准汽油相比较，若两者在标准汽油机中抗爆性能相同，则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷的百分含量。 93＃ ？ 90＃

22 柴油的指标---- 十六烷值 评定柴油发火性能（自燃性）的指标 定义：在单缸发动机中，当试验油料的自燃性和十六烷与2－甲基萘某一混合物的自燃性能相同时，待测油料的十六烷值就和混合油料中十六烷值的体积百分数相同。

23 柴油的其他性能指标 馏程闪点：评定柴油蒸发性能的指标，主要是50%和90%的馏出温度。 凝点：在规定的实验条件下，试样开始失去流动性的温度。 冷滤点：通过过滤器的流量每分钟不足20mL时的最高温度。

24 柴油的标号 5＃: 8℃以上 0＃: 8℃至4℃ －10＃: 4℃至－5℃ －20＃: －5℃至－14℃ －35＃: －14℃至－29℃
柴油标号的依据是柴油的凝固点 5＃: 8℃以上 0＃: 8℃至4℃ －10＃: 4℃至－5℃ －20＃: －5℃至－14℃ －35＃: －14℃至－29℃ －50＃: －29℃至－44℃ 根据使用时的气温选用不同标号

25 2.1.2 石油及其加工利用 3. 石油的加工 一次加工—— 油品的加工 利用原油中各组分沸点的差别进行分离。 常压蒸馏 减压蒸馏

26 3. 石油的加工 二次加工—— 馏分油的化学加工 调整烃类的组成 催化重整 （catalytic reforming） 催化裂化 (catalytic cracking) 催化加氢裂化 (catalytic hydrocracking) 烃类热裂解 （pyrolysis of hybrocarbons）

27 3. 石油的加工 （1）催化重整（catalytic reforming）
在含铂的催化剂作用下加热汽油馏分（石脑油），使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程。 原料：石脑油 生产高锌烷值汽油，用80~180℃馏分； 生产芳烃，用60~140℃馏分。 反应：环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化生成芳烃、烷烃异 构化 及加氢裂化（应抑制）。

28 （1）催化重整（catalytic reforming）
3. 石油的加工 （1）催化重整（catalytic reforming） 产物：富含芳烃，异构烷烃也较多，辛烷值较高，不 需添 加四乙基铅—无铅汽油。 BTX，乙苯占重整生成油的30%~70%；H2； C1~C4烷烃。 催化剂：铂催化剂，铂-铼双金属催化剂， 多金属催化剂。 反应器：固定床催化反应器， 425~525℃，0.7~3.5MPa。 进料：H2：石脑油=3~6：1 （mol） 催化重整反应为气-固相催化反应，强吸热。

29 铂重整工艺流程示意图

30 （2）催化裂化（catalytic cracking）
3. 石油的加工 （2）催化裂化（catalytic cracking） 在催化剂作用下加热重质油，使其发生裂化反应而转变为裂化气、汽油和柴油等轻质馏分油的过程。 原料：直馏柴油、重柴油或润滑油馏分。 450~530℃，0.1~0.3MPa。 催化剂：高活性分子筛，硅铝酸盐催化剂

31  3. 石油的加工 （2）催化裂化（catalytic cracking） 裂化反应：大分子烷烃碳碳链断裂生成小分子的烷烃 和烯烃；
直链烷烃脱氢生成烯烃和氢； 正构烷烃异构化为异烷烃； 支链烷烃脱氢环化生成芳烃； 环烷烃脱氢生成芳烃； 烯烃脱氢环化成聚合焦； 芳烃脱氢缩合结焦等。 

32 （2）催化裂化（catalytic cracking）
气体产率 10%～20%； 焦炭产率 5%～7%。 催化裂化装置：流化床形式 图2-3 等高并列式催化裂化装置 图2-4 高低并列式催化裂化装置

33 等高并列式催化裂化装置

34 高低并列式催化裂化装置

35 （3）催化加氢裂化（catalytic hydrocraking）
3. 石油的加工 （3）催化加氢裂化（catalytic hydrocraking） 在催化剂及高氢压作用下，加热重质油使其发生加氢和裂化反应，转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的过程。 原料：重柴油、减压柴油、减压渣油；氢 高压法：P ＞10MPa，T 370~450℃ 中压法： P 5~10MPa，T 370~380℃ 催化剂：Ni，Mo，W，Co的氧化物，经硫化预处理； Pt，Pd 氧化物，经还原活化。

36 （3）催化加氢裂化（catalytic hydrocraking）
反应： 大分子烷烃加氢裂解成较小分子烷烃； 环烷烃加氢开环生成链烷烃； 芳烃加氢生成环烷烃； 有机含硫化合物加氢生成烷烃和硫化氢； 有机含氮化合物加氢生成烷烃和氨； 有机含氧化合物加氢生成烃和水； 有机金属化合物加氢释放出金属及烃类。 加氢裂化后正构烷烃和异构烷烃比例相当高， 重芳烃很少，是优质的航空煤油和柴油。

37 加氢裂化过程示意图： 气-固-液三相反应器：滴流床型反应器 膨胀床流化反应器 H2 分馏 原料油 预热 加氢裂化 高压分离 低压分离 稳定化
气体 汽油 航煤 柴油 尾油 气-固-液三相反应器：滴流床型反应器 膨胀床流化反应器

38 3. 石油的加工 （4）烃类热裂解（pyrolysis of hydrocarbons）

39 石油加工的主要途径和产品

40 2.1.3 天然气及其加工利用 天然气 主要成分是甲烷。 干气 甲烷含量高于90%； 湿气 C2~C4烷烃含量≥15%~20%。
天然气 主要成分是甲烷。 干气 甲烷含量高于90%； 湿气 C2~C4烷烃含量≥15%~20%。 油田伴生气 天然气与石油伴生。 煤层气（瓦斯气） 吸附在煤上的甲烷。 天然气水合物 冻土带和海底甲烷与水组成 的笼形化合物。 —— “可燃冰”、“固体瓦斯”

41 天然气的化工利用 制氢气和合成氨 经合成气路线制燃料和化工产品 直接催化转化成化工产品 热裂解制化工产品 甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化
湿气中C2 ~ C4烷烃的利用

42 ★石油化工关系示意图

43 2.1.4 煤及其加工利用 煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成。
按成煤过程的程度不同分为 泥煤（peat）：含碳60%~70% 褐煤（lignite）：含碳70%~80% 烟煤（bituminous）：含碳80%~90% 无烟煤（anthracite）：含碳90%~93%

44 2.1.4 煤及其加工利用 煤的加工 高温干馏（炼焦） 低温干馏 煤气化 煤液化（直接液化 间接液化）
H% 、O%含量顺序 泥煤>褐煤 > 烟煤>无烟煤 煤的加工 高温干馏（炼焦） 低温干馏 煤气化 煤液化（直接液化 间接液化）

45 2.1.4 煤及其加工利用 （1）煤的干馏（coal carbonization） 焦炭、煤焦油、粗苯和煤气的过程。
在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成 焦炭、煤焦油、粗苯和煤气的过程。 低温干馏： ℃ 中温干馏： ℃ 高温干馏： ℃ （也称炼焦或焦化）

46 （1）煤的干馏（coal carbonization）
①煤的高温干馏（900～1100℃） 炼焦： 炼焦煤在焦炉中隔绝空气在900～1100℃进行干馏。 主要产物 焦炭：产率 70%～72%； 焦炉煤气：320 M3/T干煤， H2 54%～63%，CH4 20%～32%； 粗苯：苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯；

47 （1）煤的干馏（coal carbonization）
①煤的高温干馏（900～1100℃） 少量不饱和化合物： 环戊二烯、苯乙烯、古马隆及茚等； 含硫化合物：二硫化碳、噻吩等； 氨：氨水或硫酸铵； 煤焦油：产率 3.5%， 酚，萘，蒽，菲，芴， 吡啶，咔唑，沥青等。

48 （1）煤的干馏（coal carbonization）
②煤的低温干馏（500～600℃） 褐煤、长焰煤和高挥发分的不粘煤等低阶煤适宜于 低温干馏加工。 产物： 半焦 焦油 煤气 产率（%) 50% ～70% 6～25% ～200 M3/T 半焦 孔隙率为30%～50%，反应性和比电阻较高，强 度较低。 用途：民用和动力燃料，电炉冶炼（3～6mm，比电阻 为 0.35～20Ω.m）、化学反应还原剂，生产 冶金型焦的中间产品。

49 （1）煤的干馏（coal carbonization）
②煤的低温干馏（500～600℃） 低温煤焦油 黑褐色液体，密度小于1g/cm3；含酚类35%，中性含氧化合物（酮、酯和杂环化合物）20%~25%，中性含氮化合物2%~3%，沥青10%。 用途：生产发动机燃料、酚类、烷烃和芳烃。 煤气 密度为0.9～1.2kg/m3，含较多甲烷及其他烃类。 用途：加热燃料、民用煤气及化学合成原料气。

50 2.1.4 煤及其加工利用 （2）煤的气化（coal gasification）
在高温（900～1300℃）下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应，转化成可燃气体的过程。 气化剂：水蒸气、空气或氧气。 移动床气化技术：混合发生炉煤气，水煤气，半水煤 气，加压气化煤气； 流化床气化技术：用于生产低热值燃料气或合成气； 气流床气化技术：主要用于生产合成气。如Texaco气 化技术。

51 移动床煤气化过程： coal gas Drying Carbonizing Reduction/Gasification
Air/steam blast Drying Carbonizing Reduction/Gasification Oxidation/Combustion Ash coal gas

52 Important chemical reactions C+O2 CO2 (exothermic)
Combustion C+O CO2 (exothermic) Gasification C+1/2O CO (exothermic) C+H2O(g) CO+H2 (endothermic) C+CO CO (endothermic) Shift CO+H2O(g) CO2+H2 (exothermic)

53 （2）煤的气化（coal gasification）
Methanation CO+3H CH4+ H2O(g) (exothermic) 2CO+2H CH4+CO2 (exothermic) 煤气化生成的H2和CO是合成氨、合成甲醇及C1化工的基本原料。也可用来合成甲烷，生产代用天然气（SNG），作为城市燃气。

54 2.1.4 煤及其加工利用 （3）煤的液化（coal liquefaction） 直接液化 将煤在较高温度和压力下与氢反应使其降解和
指煤经过化学加工转化为液体燃料的过程。 直接液化 将煤在较高温度和压力下与氢反应使其降解和 加氢从而转化为液体油类的工艺—加氢液化工艺。 间接液化 将煤预先气化制成合成气，然后通过催化剂将 合成气转化为液体燃料的过程。

55 直接液化 几种典型煤种与原油、汽油和甲苯的元素组成 C 93.7 88.4 84.5 80.3 72.7 83 ～87 86 91.3 H
元素组成% 无烟煤 中等挥发分烟煤 高挥发 分烟煤 褐煤 原油 汽油 甲苯 A B C 93.7 88.4 84.5 80.3 72.7 83 ～87 86 91.3 H 2.4 5.0 5.6 5.5 4.2 11 ～ 14 14 8.7 O 4.1 7.0 11.1 21.3 —— N 0.9 1.7 1.6 1.9 1.2 0.2 S 0.6 0.8 1.3 1.0 H/C 0.31 0.67 0.79 0.82 0.69 1.76 1.94 1.14

56 煤加氢液化反应产物 PA(前沥青烯):溶于吡啶，不溶于苯。轻度加氢产物， 为复杂混合物，平均分子量1000，常温下为固体。 A(沥青烯):溶于苯，不溶于环己烷，轻度加氢产物。 与PA同属中间产品。分子量500。为混合物。 油类:煤加氢液化目的产品。 按沸点高低分为轻、中、 重油。 轻油(<200℃):主要是苯族烃、环烷烃。另有较多酚 类（20%）和少量吡啶类。 中油(200～325℃):主要是2～3个环的芳香烃、氢化 芳烃。另含酚15%，重吡啶、喹啉5%。 重油:由3个环和3个环以上的缩合芳烃构成。

57 煤加氢液化反应产物 气体产物： 脱杂原子产生的气体； （CO、CO2、H2O、H2S、NH3）； 低分子饱和烃C1—C4。 间接液化
将煤预先气化制成合成气，然后通过催化剂将 合成气转化为液体燃料的过程。 间接液化过程及产品：

58 间接液化过程及产品 气化 产物分离 煤气净化 合成反应 原料 产品精制 余气（fuel gas,CH4, H2） C2,C3,C4烃
汽油，乙烯 柴油（轻燃料油） 石蜡基重油 固体蜡 水溶性含氧化合物（乙醇，丙酮等） 间接液化过程及产品

59 煤加工利用途径示意图 气化 煤气 净化 氨 合 成 甲 醇 合 成 Mobil Gasoline F-T Synthesize
氨 合 成 甲 醇 合 成 Mobil Gasoline F-T Synthesize Liquid fuel 醋酐 醋酐甲酯 醋酐合成

60 炼焦 焦炉煤气 分离 Town gas 煤焦油 加工 萘、酚、蒽 沥青、碳素制品 焦炭 冶金焦 直接液化 液化油 液体燃料，化学产品
Crude benzene 煤焦油 加工 萘、酚、蒽 沥青、碳素制品 焦炭 冶金焦 直接液化 液化油 液体燃料，化学产品

61 煤加工利用途径示意图 其它加工 褐煤腊，活性炭，分子筛 低温干馏 干馏煤气 燃料 焦油 Processing 液体燃料，酚 半焦 气化
合成气

62 煤 焦炉煤气 含氢、甲烷、乙烯等 酚类、烷烃、环烷烃等 低温干馏 低温煤焦油 合成气 半焦 气化 苯 甲苯 焦炉煤气 二甲苯 高温干馏 粗苯
分离 茚 氧（杂）茚 煤 苯酚、甲酚、二甲酚 萘、烷基萘 煤焦油 分离 蒽 其他化工原料 氨、甲醇、低碳混合醇、汽油、柴油等 气化 合成气 合成 高压加氢液化 汽油、煤油、柴油等

63 2.1.5 生物质及其加工利用 糠醛的生产 糠醛：生产糠醛树脂、糠醇树脂、顺丁烯二酸酐、 原料：玉米芯、棉籽 壳、花生壳、甘蔗渣等。
在反应釜中用6%的稀硫酸做催化剂，通入蒸汽 加热， 温度180℃左右，压力为0.6~1.0MPa ，反应 5~8小时。 HC CH C5H10O5 C 糠醛 O CHO + 3 H2O

64 2.1.5 生物质及其加工利用 乙醇的生产 原料：谷类、薯类及植物果实。
经蒸煮糊化，加水冷却至60℃，加入淀粉酶使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖，再加入酵母使之发酵即得乙醇。 2(C6H10O5)n→C12H22O11→2C6H12O6 （淀粉） （麦芽糖） （葡萄糖） C6H12O6→2CH3CH2OH + 2CO2

65 2.2 化工生产过程及流程 化工生产过程 达到所需状态和规格 原料预处理 反应类型、反应器 化学反应 得到符合规格的产品 回收利用副产物
产品分离与精制

66 2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程 工艺流程：
原料需要经过包括物质和能量转化的一系列加工，才能转变成所需产品，实施这些转化需要有相应的功能单元来完成，按物料加工顺序将这些功能单元有机组合起来，则构成工艺流程。 工艺流程图（flow sheet or process flowsheet） ——用图示方法表达工艺流程的图样。 将原料转变成化工产品的工艺流程为化工生产工艺流程。

67 从“目标”出发对不同功能的单元进行逻辑组合
2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 推论分析法 从“目标”出发对不同功能的单元进行逻辑组合 化工工艺过程的 “洋葱”模型 反应器 分离与再循环 换热网络 公用工程

68 化工生产工艺流程组织—— 推论分析法 [例]合成氨工艺流程的组织 目标：生产NH3 前提：确定加热、加压的措施，选择或设计相应设备
和反应 器的结构；寻求生产纯净的H2、N2的方法。 下一步：寻求生产粗原料气的工艺， 净化工艺。 把具有制气功能、净化功能和合成功能的单元以及相应的输送、换热、压缩、储存等装置组合起来 —合成氨工艺流程

69 分析每个单元的基本功能和属性，列出不同方案
2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 功能分析法 分析每个单元的基本功能和属性，列出不同方案 不同功能单元的实施方法 不同设备型式 不同流程方案

70 2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 形态分析法 原 则 是否满足所要求的技术指标 经济指标的先进性 环境、安全和法律
2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 形态分析法 对不同流程方案精确分析评价，择优汰劣 原 则 是否满足所要求的技术指标 经济指标的先进性 环境、安全和法律 技术资料的完整性和可信度

71 2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 形态分析法 [例]丙烯氨氧化制丙烯腈生产过程 主反应：
C3H6+NH3+1/2O CH2= CHCN + H2O 主要副产物： HCN CH3CN Q ? 如何从吸收塔底流出的水溶液中分离出丙烯 腈和副产物呢？

72 Q？ 丙烯腈与乙腈的沸点相近，普通精馏方法难于将它们分离。
2.2 化工生产过程及流程 化工生产工艺流程组织—— 形态分析法 方案一：将丙烯腈和各副产物同时从水溶液中蒸发出来，冷凝后再逐个精馏分离； Q？ 丙烯腈与乙腈的沸点相近，普通精馏方法难于将它们分离。 方案二：采用萃取精馏法先将丙烯腈和HCN解吸出来，乙腈留在水溶液中，然后再分离丙烯腈和HCN。 乙腈与水完全互溶，而丙烯腈在水中的溶解度很小，用水作萃取剂，使两者精馏分离变得很容易。

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74 2.2 化工生产过程及流程 形态分析法的一个重要判据—经济性 【例】硫酸生产流程的确定 硫铁矿（FeS2）→SO2→SO3→H2SO4
收，该工艺流程—“二次转化二次吸收”流程。 循环流程

75 2.3 化工过程的主要效率指标 生产能力和生产强度 转化率　选择性 收率 平衡转化率和平衡产率

76 2.3 化工过程的主要效率指标 生产能力 一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内 生产的产品量或处理的原料量。 单位 千克/时（kg/h）
吨 /天 (t/d) 万吨/年 (10kt/a) ？设计能力： 在最佳条件下可以达到的最大生产能力。

77 2.3 化工过程的主要效率指标 生产强度 Q？时空收率 设备的单位体积（或面积）的生产能力。 单位： kg/h·m3，t/d·m3
催化剂的生产强度 单位时间、单位体积（质量）催化剂所得产品量。

78 2.3 化工过程的主要效率指标 转化率 循 环 流 程 （反应器） （反应系统）

79 2.3 化工过程的主要效率指标 选 择 性 表达主、副反应进行程度的大小， 反映原料的利用是否合理。

80 2.3 化工过程的主要效率指标 收率 产率 从产物角度来描述反应过程的效率 ？单程收率 总收率 ？转化率、选择性和收率的关系 ？平衡转化率　平衡产率

81 2.3 化工过程的主要效率指标 平衡转化率和平衡产率 可逆反应达到平衡时的转化率称为平衡转化率， 此时所得产物的产率为平衡产率。
可逆反应能达到的极限值。 可逆反应达到平衡时的转化率称为平衡转化率， 此时所得产物的产率为平衡产率。 工艺学的任务之一就是通过热力学分析，寻找 提高平衡产率的有利条件，并计算出平衡产率。

82 本 章 小 结 一.无机化学矿及其加工利用 1.磷矿的加工利用 2.硫铁矿的加工利用 二.石油及其加工利用 1.石油的组成 2.油品的概念
3.石油的加工—常减压蒸馏 4.馏分油的化学加工 （1）催化重整 （2）催化裂化 （3）催化加氢裂化 （4）烃类热裂解 三.天然气及其加工利用 四.煤及其加工利用 1.煤的高温干馏和低温干馏 2.煤的气化 3.煤的液化 直接液化，间接液化 五.生物质及其加工利用 1.糠醛的生产 2.乙醇的生产

83 本 章 小 结 六.化工生产过程及流程 设计生产能力 1.化工生产过程 三大步骤 生产强度 2.化工生产工艺流程的概念 转化率
1.化工生产过程 三大步骤 2.化工生产工艺流程的概念 3.化工生产工艺流程的组织 （1）推论分析法 （2）功能分析法 （3）形态分析法 七.化工生产过程的主要效率指标 生产能力 设计生产能力 生产强度 转化率 选择性 收率（产率） 平衡转化率 平衡产率

84 本章思考题（P50）： 2-1、2-2、2-3、2-4、2-5 END!

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89 齐鲁石化简介 中国石化齐鲁石油化工公司是中国石化集团公司直 属的特大型石油化工联合企业，位于山东省淄博市，
净占地24.8平方公里。东距青岛市270公里，西距 济南市120公里，北距胜利油田90公里。 公司始建于1966年。是国内最大的合成橡胶、 烧碱生产基地和最大的合成树脂、干法腈纶生产基 地之一。 目前，公司拥有大型石油石化 生产装置112套，可生产各类 石化产品120余种。

90 齐鲁石化简介 炼油年加工能力超过1000万吨，是国内最大的高硫高酸原油加工基地之一；乙烯年生产能力80万吨，单套装置的乙烯产能在国内名列前茅；合成树脂生产能力110万吨/年，烧碱45万吨/年，橡胶17万吨/年，苯类产品45万吨/年，醇类产品43.5万吨/年，热电装机容量50万千瓦。 齐鲁石化业务范围包括石油炼制、化工生产、科研设计和社区管理服务等四大板块。

91 齐鲁石化简介 石油炼制主要包括3套常减压装置、2套催化裂化 装置、2套延迟焦化装置以及重油加氢、连续重
整、加氢裂化等20余套生产装置，年原油加工能 力1000万吨。产品主要有高标号清洁汽油、清洁 柴油、石脑油、航空喷气燃料、沥青、石油焦、 石油液化气、硫磺等近40种。其中，石脑油直接 供乙烯作生产原料。

92 齐鲁石化简介 化工生产主要由乙烯、塑料、氯碱、橡胶、丁辛醇、腈纶等 装置组成。乙烯裂解装置以炼油装置生产的石脑油、加氢裂
化尾油为原料，经裂解、分离等工序产出乙烯、丙烯等产品 或原料，作为生产合成树脂、合成橡胶、丁辛醇和合成纤维 等产品的原料。塑料产品牌号达60多个，主要用于塑料加工 行业，是生产农膜、包装膜、中空容器、管材、电缆等工农 业生产和日用商品的主要原材料。氯碱装置是全国最大的聚 氯乙烯生产基地，橡胶产能位居国内第二，丁辛醇装置是亚 洲最大的丁辛醇生产装置。热电厂是齐鲁石化的自备电厂， 担负着向公司新区和老区部分生产厂生产装置提供电力、蒸 汽和脱盐水等任务，年发电38亿度，产蒸汽750万吨。

93 齐鲁石化简介 公司具有较强的科技创新能力、科技推广应用能力 和科技竞争能力， 2002年经国家人事部批准设立了
企业博士后科研工作站。公司掌握并成功运用了世 界石化行业许多先进技术，拥有国内石化行业许多 专利技术。仅最近五六年间，就获得专利授权93 项，有16项科技成果获国家级奖励。公司目前拥有 授权专利134项，自主开发的硫磺回收技术及催化 剂、丙烯腈成套生产技术、大型苯乙烯国产化生产 技术、炼厂气等温绝热加氢技术、超声波强化原油 破乳技术、轻烃醚化技术填补了国内空白。

94 齐鲁石化—生产装置与产品结构

95 课堂作业 1.硫铁矿加工成硫酸的三个步骤是什么？ 2.试分别说明石油的一次加工和二次加工方法、采用的原料及主要产品.

96 本章结束