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石油作为化工原料能生产那些产品
从地下开采出来的石油,如不进行加工,那就只能当成像煤一样的燃料去烧掉,这就实在太可惜了。所以,100多年来,人们在不断的实践、探索和创新中,开发出了一系列加工石油的方法,以把短缺的石油转化为各种高价值产品。
在19世纪中叶,人们就开始用蒸馏的方法来处理原油。但是当时只是为了取得一些煤油来点灯照明,剩下的部分却当废物扔掉了。蒸馏是最基本的物理加工方法,至今仍是石油加工过程的龙头。它是按照石油中所含成分的沸点高低来进行分离的,经过分离得到的各个产物,便可依据其各自的特性来合理利用。此外,还有用适当的溶剂来处理石油的另一类物理加工方法,这些在生产润滑油产品时是常用的,其中包括溶剂精制、溶剂脱蜡和溶剂脱沥青等过程。
从历史发展的角度来看,石油加工工业与汽车工业像是比翼齐飞的亲密伴侣。汽车工业的发展不断对石油产品的数量和质量提出更多、更高的要求,这促使石油加工工业迅速发展和不断创新。就拿汽油来说,光从原油中用蒸馏的方法得到的汽油,不仅在数量上满足不了汽车工业发展的需要,在质量上也不符合要求。因而,石油的化学加工便应运而生。这就是说要改变石油的分子大小和结构,把其中较大的分子变成较小的分子,这样便可增加轻质油的产率。最早的化学加工方法是20世纪初在美国投人生产的石油热裂化。它利用石油中较大分子在较高的温度下会分解为较小分子的这种性质,生产出热裂化汽、柴油。这类热裂化汽、柴油比直接用蒸馏得到的汽、柴油,不仅数量更多,而且质量要好些。但是,时不多久,汽车发动机又提出了新的、更高的要求,伴随汽车数量的增长,热裂化汽油已无法满足。接着,一类具有极强生命力的、采用催化剂的新加工方法异军突起,并且逐渐成为炼油加工舞台上的主角。20世纪30年代法国人胡得利发明了催化裂化,后很快在美国实现了工业化。由于催化裂化汽柴油的质量远优于热裂化汽、柴油,催化裂化就逐渐取代热裂化成为生产汽、柴油的主要加工手段。此外,诸如加氢裂化、加氢精制、催化重整以及烷基化等催化加工也都成了石油加工舞台上的璀璨群星。当然,由于加氢裂化、加氢精制、催化重整等加工工艺在非常压甚至高温高压条件下操作,带来设备投入及操作费用增加,尽管提高了汽、柴油产收率和质量,同时也提高了生产成本。
当今,石油加工新科技的发展可以说都离不开催化剂,新型催化剂的诞生往往伴随着产品质量的提升、产率的提高以及使用时污染的减少等等。高效石油加工设备的出现,使炼油装置的大型化成为现实;现代信息和控制技术的运用,使炼油装置的自动化水平突飞猛进。可以说,在工业现代化的进程中,炼油业已以它雄健的步伐走在了各行业前列。
炼油厂的分类
通常可分成三大类:1)清洁燃料型炼厂 ,这种类型的炼厂主要生产清洁燃料,部分清洁燃料型炼厂还兼产润滑油; 2)油化结合型炼厂,不仅生产油品(主要是燃料和润滑油),还生产化工原料(烯烃、芳烃等);3)化工型炼厂,主要生产化工原料(烯烃、芳烃)为主。
煤的汽化和液化是化学还是物理反应
都是化学反应。
煤的气化是在高温条件下煤与水蒸气反应生成CO和H2,是化学变化;
煤液化,是把固体炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,有新物质生成,属于化学变化;
煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,煤发生复杂的反应获得煤焦油、焦炉煤气等的过程,是化学变化.故煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是化学变化。
化工产品水煤气生产流程图
水煤气是通过炽热的焦炭而生成的气体,主要成份是一氧化碳 ,氢气 ,燃烧后排放水和二氧化碳,有微量CO、HC和NOX。燃烧速度是汽油的7.5倍,抗爆性好,据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。热效率提高20-40%、功率提高15%、燃耗降低30%,尾气净化近欧IV标准 ,还可用微量的铂催化剂净化。比醇、醚简化制造和减少设备,成本和投资更低。压缩或液化与氢气相近,但不用脱除CO,建站投资较低。还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。有毒,工业上用作燃料,又是化工原料。 制作方法 将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2),现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色(氢气和CO燃烧的颜色)。化学方程式为C+H2O===(高温)CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。 煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体,目的是CO和H2为无色无味气体,当煤气泄漏时能闻到及时发现。甲烷和水也可制 水煤气化学方程式为CH4+H2O===CO+3H2 环保型水煤气发生炉另: 一种低热值煤气。由蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气和一氧化碳,也含有少量二氧化碳、氮气和甲烷等组分;各组分的含量取决于所用原料及气化条件。主要用作合成氨、合成液体燃料等的原料,或作为工业燃料气的补充来源。 工业上,水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉的型式。在气化炉中,碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应: C+H2O===(高温)CO+H2 C+2H2O===(高温)CO2+2H2 以上反应均为吸热反应,因此必须向气化炉内供热。通常,先送空气入炉,烧掉部分燃料,将热量蓄存在燃料层和蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当目的是生产燃料气时,为了提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气中喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。 用途 气体燃料的一种。主要成分是氢和一氧化碳。由水蒸气和赤热的无烟煤或焦炭作用而得。工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法,或用蒸气和氧一起吹风的连续法。热值约为10500千焦/标准立方米。此外,尚有用蒸气和空气一起吹风所得的“半水煤气”。可作为燃料,或用作合成氨、合成石油、有机合成、氢气制造等的原料。 近年来,正在开发高温气冷堆的技术,用氦为热载体将核反应热转送至气化炉作为热源,以生产水煤气。 安全隐患 但水煤气存在着许多隐患,水煤气发生炉长期运行后极易产生大量硫化氢、焦油、酚水等污染物,影响半径达500米,对农作物、空气环境和人体等都有较大的损害。它产生的多种废气和恶臭,会引起人头痛、头晕,居民根本受不了。此外,由于水煤气主要由一氧化碳、氢气等易燃气体组成,一旦泄漏,则极可能发生爆炸和中毒,造成群死群伤事件。 对于水煤气中的硫化氢,在其后煤气燃烧后会转化为二氧化硫和水,因此,在燃煤气的炉窑中燃烧后尾气中有二氧化硫,需要脱硫处理,但是目前使用的较少。 另: 一种低热值煤气。由蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气和一氧化碳,也含有少量二氧化碳、氮气和甲烷等组分;各组分的含量取决于所用原料及气化条件。主要用作台成氨、合成液体燃料等的原料,或作为工业燃料气的补充来源。 工业上,水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉的型式。在气化炉中,碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应: C+H2O===(高温)CO+H2 C+2H2O===(高温)CO2+2H2 以上反应均为吸热反应,因此必须向气化炉内供热。通常,先送空气入炉,烧掉部分燃料,将热量蓄存在燃料层和蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当目的是生产燃料气时,为了提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气中喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。
煤的开采,加工和提炼过程的区别
煤的开采是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件.由于煤炭资源的埋藏深度不同,开采方式一般相应地也有矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)之分.三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续采矿机械的房柱法开采。有钨合金钻头的连续开采机一面前一面从表面上破煤,然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。采煤机前进一段距离,停止移动而后支撑被放入。这个过程反复,直到煤层开采完。不使用爆破手段。 另一种地下采煤方法,是长壁开采法,占了百分之二十左右的生产。这种方法使用横跨400至600英尺的煤层(长壁)的切割机。这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤,而后煤炭送入输送系统,再由其带出来的矿井。屋顶由大型钢铁支持,附于机器。由于机器向前推动,屋顶支撑也前进。近80 %的煤炭开采可使用这种方法。 其余百分之十一的地下生产,是由传统的采矿用的炸 药法,爆 破后煤炭被移除。 煤是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质随温度升高逐渐被分解,其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸 药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造,也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温干馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气,低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化为低分子液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。
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