精细化工的原料资源及利用.pptx

第二章第二章 精细化工的原料资源及利用精细化工的原料资源及利用 第一节第一节 无机化学矿无机化学矿一、概况：一、概况：无机化学矿作用：无机化学矿作用：主要用于生产无机化合物和冶炼金属。主要用于生产无机化合物和冶炼金属。矿物初步加工的主要方法：矿物初步加工的主要方法：分级、粉碎、团固和烧结、精选、脱水和除尘分级、粉碎、团固和烧结、精选、脱水和除尘等，应根据使用部门对原料的要求来选用其中部分等，应根据使用部门对原料的要求来选用其中部分或全部方法。或全部方法。二、磷矿和硫铁矿的加工利用磷矿和硫铁矿的加工利用1.1.多数磷矿为氟磷灰石多数磷矿为氟磷灰石CaCa5 5F(POF(PO4 4)3 3。磷矿用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐等。磷矿用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物和磷酸盐等。生产磷肥的方法有两大类：生产磷肥的方法有两大类：(1)(1)酸法酸法(又称湿法又称湿法)用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主反应式为硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，主反应式为 CaCa5 5F(POF(PO4 4)3 3+5H+5H2 2SOSO4 4+5nH+5nH2 2O3HO3H3 3POPO4 4+5CaSO+5CaSO4 4.nH.nH2 2O+HFO+HF通过萃取和分离得到磷酸，再用氨中和磷酸制得磷酸铵，通过萃取和分离得到磷酸，再用氨中和磷酸制得磷酸铵，或将磷酸再与磷矿反应制得水溶性的或将磷酸再与磷矿反应制得水溶性的Ca(HCa(H2 2POPO4 4)2 2H H2 2OO。(2)(2)热法热法 利用高温分解磷矿石，进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。利用高温分解磷矿石，进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。产品：磷酸盐、元素磷、五氧化二磷和磷酸。产品：磷酸盐、元素磷、五氧化二磷和磷酸。缺点：生产要消耗较多的电能和热能。缺点：生产要消耗较多的电能和热能。2.2.硫铁矿包括黄铁矿硫铁矿包括黄铁矿(立方晶系立方晶系FeSFeS2 2)、白铁矿、白铁矿(斜方品系斜方品系FeSFeS2 2)和磁硫铁矿和磁硫铁矿(Fe(Fen nS Sn+1n+1)，其中主要是黄铁矿。，其中主要是黄铁矿。硫铁矿用途：生产含硫的物质，制硫酸，世界上硫酸总产量硫铁矿用途：生产含硫的物质，制硫酸，世界上硫酸总产量的一半以上用于生产磷肥和氮肥。的一半以上用于生产磷肥和氮肥。有机化工原料：有机化工原料：有机可燃矿产资源和天然生物有机质。有机可燃矿产资源和天然生物有机质。三个阶段：（1）农林化工阶段（2）煤化工的兴起与发展阶段（3）石油化工的诞生与发展阶段粉碎粉碎沸腾炉焙烧沸腾炉焙烧SOSO2 2催化氧化催化氧化SOSO3 3吸收吸收水水硫铁矿硫铁矿空气空气浓硫酸浓硫酸第二节第二节 煤与合成气煤与合成气一、煤一、煤 由碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量无机矿物组成。由碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量无机矿物组成。泥煤（含碳泥煤（含碳60607070）褐煤（含碳褐煤（含碳70708080）烟煤（含碳烟煤（含碳8080-90-90）无烟煤（含碳高达无烟煤（含碳高达90909393）其中氢和氧元素的含量顺序是：泥煤其中氢和氧元素的含量顺序是：泥煤 褐煤褐煤 烟煤烟煤 无烟煤。无烟煤。二、煤化工二、煤化工1 1、煤气化：煤或煤焦，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温、煤气化：煤或煤焦，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将其中的可燃部分转化为气体燃料的过程。条件下通过化学反应将其中的可燃部分转化为气体燃料的过程。2 2、煤液化、煤液化：固体煤炭通过化学加工过程，转化成为液体燃料、化工原料和固体煤炭通过化学加工过程，转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。产品的先进洁净煤技术。3 3、煤焦化：、煤焦化：隔绝空气条件下，加热到隔绝空气条件下，加热到950950左右，高温干馏生产焦炭，同左右，高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。4 4、电石乙炔：、电石乙炔：5 5、合成气：、合成气：合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。与以合成气为原料有关的化学合成称为与以合成气为原料有关的化学合成称为“一碳化学一碳化学”。甲醇甲醇C1C1化学的支柱。化学的支柱。未来乙烯的来源未来乙烯的来源第三节第三节 石油和天然气石油和天然气一、石油一、石油 9090左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯(乙烯、丙烯、乙烯、丙烯、丁二烯丁二烯)、三苯、三苯(苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘，还有甲醇。、乙炔和萘，还有甲醇。1 1、石油加工：、石油加工：催化重整：苯、甲苯、二甲苯催化重整：苯、甲苯、二甲苯热裂解：乙烯、丙烯、丁二烯热裂解：乙烯、丙烯、丁二烯催化裂化：多烷基苯、烷基萘催化裂化：多烷基苯、烷基萘临氢脱烷基化：苯、萘临氢脱烷基化：苯、萘2 2、石油化工、石油化工1）一次加工：即炼油。主要目的是生产各类油品和石化原料。）一次加工：即炼油。主要目的是生产各类油品和石化原料。2）二次加工：即蒸汽裂解和芳烃生产，生产乙烯、丙烯、丁二烯、）二次加工：即蒸汽裂解和芳烃生产，生产乙烯、丙烯、丁二烯、苯，甲苯，二甲苯等。苯，甲苯，二甲苯等。3）三次加工：三大合成与基本有机原料的生产。）三次加工：三大合成与基本有机原料的生产。4）四次加工：材料工业（如薄膜、管子、装饰材料、建材、无纺）四次加工：材料工业（如薄膜、管子、装饰材料、建材、无纺布、人造革、发泡材料等）与精细化学品。布、人造革、发泡材料等）与精细化学品。50亿美元石油原料，亿美元石油原料，产出脂肪烃、芳烃等产出脂肪烃、芳烃等初级化学品仅为初级化学品仅为100亿亿美元；二次加工成烯美元；二次加工成烯烃、乙二醇、对苯二烃、乙二醇、对苯二甲酸和苯胺等有机中甲酸和苯胺等有机中间体，则可产出间体，则可产出200亿亿美元；若再进一步加美元；若再进一步加工成塑料、纤维和橡工成塑料、纤维和橡胶等三大合成材料，胶等三大合成材料，其产出将上升到其产出将上升到400亿亿美元；最后制成农药美元；最后制成农药配剂、医药品、纺织配剂、医药品、纺织品、印刷品以及汽车品、印刷品以及汽车材料等精细化工产品，材料等精细化工产品，其总产出可达其总产出可达5300亿亿美元，高出初级制品美元，高出初级制品53倍倍，为投入的，为投入的100多多倍。倍。二、天然气二、天然气1 1、主要成分：甲烷、主要成分：甲烷干气：甲烷含量高于干气：甲烷含量高于9090的天然气；的天然气；湿气：湿气：C C2 2C C4 4含量在含量在15152020或以上的天然气；或以上的天然气；2 2、分布：气田，油田伴生气、分布：气田，油田伴生气 煤层气煤层气 可燃冰：可燃冰：1 1立方米可释放立方米可释放164164立方米的天然气立方米的天然气3 3、加工利用、加工利用1 1）制氢气和合成氨）制氢气和合成氨 2 2）天然气热裂解制化工产品）天然气热裂解制化工产品3 3天然气直接催化转化成化工产品）天然气直接催化转化成化工产品 4 4）经合成气催化转化制燃料和化工产品）经合成气催化转化制燃料和化工产品 5 5）甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品）甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品 7 7）湿性天然气中）湿性天然气中C C2 2C C4 4烷烃的利用烷烃的利用第四节第四节 再生资源的利用再生资源的利用一、生物质一、生物质1、定义：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有、定义：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。泄与代谢物等。2、利用、利用 1）淀粉淀粉2）纤维素）纤维素3）木质素）木质素4）半纤维素）半纤维素5）油脂油脂6）废弃物）废弃物7）其他）其他