【有機(jī)化工原料大全】基本有機(jī)化工原料分類 5種基本有機(jī)化工原料簡介

基本有機(jī)化工原料分類

原料分類

基本有機(jī)化工的直接原料包括氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、C4以上脂肪烴、苯、甲苯、二甲苯乙苯等(它們來源于石油、天然氣和煤)。從原油、石油餾分或低碳烷烴的裂解氣、煉廠氣，以及煤氣，經(jīng)過分離處理，可以制得用于不同目的的脂肪烴原料；從催化重整的重整汽油、烴類裂解的裂解汽油、以及煤干餾的煤焦油中，可以分離出芳烴原料;適當(dāng)?shù)氖宛s分也可直接用作某些產(chǎn)品的原料;由濕性天然氣可以分離出甲烷以外的其他低碳烷烴；從煤氣化和天然氣、煉廠氣、石油餾分或原油的蒸汽轉(zhuǎn)化或部分氧化可以制得合成氣；由焦炭制得的碳化鈣、或由天然氣、石腦油裂解均能制得乙炔。此外，還可以從農(nóng)林副產(chǎn)獲得原料。

產(chǎn)品分類

基本有機(jī)化工產(chǎn)品也可按所用原料分類：①合成氣系產(chǎn)品（見合成氣）。②甲烷系產(chǎn)品（見甲烷）。③乙烯系產(chǎn)品（見乙烯）。④丙烯系產(chǎn)品（見丙烯）。⑤C4以上脂肪烴系產(chǎn)品（見碳四餾分；碳五餾分）。⑥乙炔系產(chǎn)品（見乙炔）。⑦芳烴系產(chǎn)品（見芳烴）。從以上每一類原料出發(fā)，都可制得一系列產(chǎn)品。

產(chǎn)品用途

基本有機(jī)化工產(chǎn)品的用途可概括為三個主要方面：①生產(chǎn)合成橡膠、合成纖維、塑料和其他高分子化工產(chǎn)品的原料，即聚合反應(yīng)的單體；②其他有機(jī)化學(xué)工業(yè)，包括精細(xì)化工產(chǎn)品的原料；③按產(chǎn)品所具性質(zhì)用于某些直接消費(fèi)，例如用作溶劑、冷凍劑、防凍劑、載熱體、氣體吸收劑，以及直接用于醫(yī)藥的麻醉劑、消毒劑等。由上可以看出基本有機(jī)化工的重要性，它是發(fā)展各種有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)中的主要組成部分。

5種基本有機(jī)化工原料

乙烯

乙烯在常溫下為無色、易燃燒、易爆炸氣體，以它的生產(chǎn)為核心帶動了基本有機(jī)化工原料的生產(chǎn)，是用途最廣泛的基本有機(jī)原料，可用于生產(chǎn)塑料、合成橡膠，也是乙烯多種衍生物的起始原料，其中生產(chǎn)聚乙烯、環(huán)氧乙烷、氯乙烯、苯乙烯是最主要的消費(fèi)，約占總產(chǎn)量的 85 ％裂解的原料烴有氣態(tài)和液態(tài)之分，氣態(tài)的有煉廠氣、天然氣的凝析液，液態(tài)的有汽油、煤油、柴油。原油在高溫的裂解爐管內(nèi)生成焦炭，不能長期運(yùn)轉(zhuǎn)，自今未能在工業(yè)應(yīng)用。氣態(tài)原料裂解溫度高，乙烯收率高（可達(dá) 85 ％），操作方便（裂解管不易結(jié)焦），但原料資源少，副產(chǎn)少。液態(tài)原料來源廣泛，裂解溫度低，收率較低（乙烯收率為 25 ％ ~ 30 ％），但副產(chǎn)物多，便于綜合利用，生產(chǎn)中需定時清除爐管內(nèi)的焦炭。我國以輕柴油為主要原料，美國以天然氣為主，西歐、日本以輕汽油為主。為減少在爐管中生成焦炭，裂解原料中加入水蒸氣。裂解爐有多種型式，核心是放在爐膛內(nèi)成排的爐管，采用專門的燃燒器向爐管供熱。物料離開裂解爐的溫度為 850 ~ 900℃ 。 爐管采用耐熱合金鋼制成。乙烯可由煤焦?fàn)t所產(chǎn)煤氣中分離，也可由乙醇（酒精）脫水制取。自 1923 年開始采用裂解法后，上述兩種方法不斷減少，目前只有少量生產(chǎn)。烴類裂解也有多種具體實(shí)施方法，至今只有管式爐法獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，占生產(chǎn)能力的 99 ％以上，各公司開發(fā)的技術(shù)都有自己的特點(diǎn)。同是管式爐，也有不同的結(jié)構(gòu)， 總體上看是大同小異。乙烯的生產(chǎn)示意流程圖見圖 3 － 1 。原料經(jīng)加熱后進(jìn)入裂解爐，產(chǎn)生的高溫裂解氣先入急冷鍋爐快速降溫（產(chǎn)生的高壓水蒸氣可帶動壓縮機(jī)），然后再用冷油和水降溫，冷卻后的氣體進(jìn)分離工序。以柴油原料獲得的裂解氣組成十分復(fù)雜， 主要是乙烯，丙烯（合計(jì)占 45 ％），其余為氫和甲烷（約 10 ％），乙烷和丙烷（約 10 ％），碳四餾分（約 10 ％）以及碳五和以上餾分（約 20 ％）。少量有害雜質(zhì)為水、硫化氫、二氧化碳、乙炔等。通常采用加壓低溫精餾的方法分離乙烯及各種有用產(chǎn)物，具體工藝流程的安排與裂解氣組成及產(chǎn)品純度要求有關(guān)。 分離提純中安排有壓縮（加壓）、脫水、脫硫、脫炔等工序和多個精餾塔，分離后獲得乙烯、丙烯（產(chǎn)量與原料有關(guān)，以柴油為原料時，產(chǎn)量約為乙烯的 40 ％），其余為氫 － 甲烷，乙烷、丙烷（重新裂解）、碳四餾分（另設(shè)裝置加以回收利用）、裂解汽油（另設(shè)裝置生產(chǎn)芳烴）。整個裂解分離過程需要材料、設(shè)備多，尤其是爐管、廢熱鍋爐、大型壓縮機(jī)、制冷設(shè)備、低溫?fù)Q熱設(shè)備、大型精餾塔都需大量資金投入，而且技術(shù)密集，加上生產(chǎn)流程復(fù)雜，物料處理最大， 整個生產(chǎn)裝置形成了龐大的集群。

芳烴

芳烴指結(jié)構(gòu)上含有苯環(huán)的烴。作為基本有機(jī)原料應(yīng)用最多的是苯、乙苯、對二甲苯，此外還有甲苯和鄰二甲苯。芳烴的來源有：煉油廠重整裝置；乙烯生產(chǎn)廠的裂解汽油；煤煉焦時副產(chǎn)。目前通過煤煉焦獲得的芳烴已不占重要地位。不同來源獲得的芳烴其組成不同，因此獲得的芳烴數(shù)量也不相同。裂解汽油中苯和甲苯多，二甲苯少； 重整汽油是苯少，甲苯和二甲苯多。乙苯在這兩種油中都少。這種資源與需求的矛盾促進(jìn)了芳烴生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。 乙苯是制苯乙烯的原料，苯乙烯是聚苯乙烯、丁苯橡膠（在合成橡膠中產(chǎn)量最大）的原料，因此， 乙苯通常采用合成法，即由乙烯和苯制成乙苯，再由乙苯制苯乙烯。甲苯資源較多，但應(yīng)用較少，為彌補(bǔ)苯的不足，可由甲苯制苯。目前這一工藝應(yīng)用很少，一是苯供應(yīng)充足；二是技術(shù)上困難較多；三是經(jīng)濟(jì)上不夠合理。還應(yīng)指出，二甲苯有三種異構(gòu)體：鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯。對二甲苯需求量最大，鄰二甲苯居中，間二甲苯最??；供應(yīng)量卻是間二甲苯最大，鄰二甲苯和對二甲苯相近。為滿足要求（主要是生產(chǎn)滌綸），首先把對二甲苯分離出來（采用吸附法和低溫結(jié)晶法），通過異構(gòu)化反應(yīng)， 把間二甲苯轉(zhuǎn)化成對二甲苯。此外把資源較多的甲苯（由 7 個碳原子組成）和應(yīng)用較少的碳九芳烴（由 9 個碳原子組成）進(jìn)行反應(yīng)，可制成碳八芳烴（二甲苯的混合物）。芳烴的制取方法說明：只有深入開展科學(xué)研究，掌握和利用規(guī)律，才能充分利用已有資源， 滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。

環(huán)氧乙烷和乙二醇的生產(chǎn)及應(yīng)用

環(huán)氧乙烷是以乙烯為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)量僅次于聚乙烯塑料，居第二位。它是低沸點(diǎn)（ 10.4℃ ）的易燃易爆氣體（在空氣中含 3 ％ ~ 100 ％ 均可爆炸）。乙二醇是環(huán)氧乙烷與水的反應(yīng)物，是最重的環(huán)氧乙烷衍生物。它是粘稠液體，沸點(diǎn) 197.6℃ , 有毒。除乙二醇外，環(huán)氧乙烷產(chǎn)量的 10 ％ ~ 20 ％ 用于生產(chǎn)表面活性劑及其它多種化工原料。乙二醇的主要應(yīng)用是制取滌綸纖維和聚酯樹脂，其次是用于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的抗凍劑（與水混合后， 結(jié)冰溫度可以降至－ 70C ）以及溶劑、潤滑劑、增濕劑、炸藥等。環(huán)氧乙烷與乙二醇通常安排在一個裝置生產(chǎn)。環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)幾經(jīng)變化，目前廣泛采用的是在銀催化劑存在下，用氧氣直接氧化，反應(yīng)溫度為 250 ~ 290℃ ，反應(yīng)壓力為 2 兆帕。乙二醇的生產(chǎn)方法變化較小，都是采用環(huán)氧乙烷與大量水在 150 ~ 200℃ ， 2 ~ 2.5 兆帕的條件下直接水合。

乙苯、苯乙烯的生產(chǎn)及應(yīng)用

乙苯是具有芳香味的可燃液體，沸點(diǎn)為 136.2℃ 。煉油廠的重整裝置和烴類裂解制乙烯是都有乙苯生成，但產(chǎn)量低，分離提純困難。通常都采用乙烯與苯反應(yīng)合成乙苯。乙苯絕大部分用于制苯乙烯。苯乙烯也是有芳香味的可燃液體，沸點(diǎn) 145.2℃ 。苯乙烯極易聚合，除非立刻使用，否則需加入阻聚劑（如對苯二酚）。苯乙烯是重要的聚合物單體，主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯塑料、丁苯橡膠，還可制造泡沫塑料，可與多種單體共同聚合，生產(chǎn)多種工程塑料以及熱塑性彈性體，產(chǎn)品用途極為廣泛。乙烯與苯合成乙苯時，催化劑可以用三氯化鋁（液相法）、磷酸、硅藻土、三氟化硼 － 三氧化二鋁或分子篩（牌號為 ZSM - 5 ）。使用 ZSM - 5 分子篩催化劑時，反應(yīng)溫度為 370~ 425℃ ， 1.4 ~ 2.8 兆帕，過程無腐蝕，也無污染。為維持連續(xù)生產(chǎn)，采用兩個反應(yīng)器交替使用， 以便催化劑除焦再生時不停產(chǎn)。乙苯脫氫制苯乙烯是當(dāng)前的主要生產(chǎn)方法（產(chǎn)量占 90 ％）。在催化劑（主要是鐵的氧化物）存在下，反應(yīng)溫度為 610 ~ 660℃ 。 采用蒸餾法分離未反應(yīng)乙苯和少量副產(chǎn)物 .

丙烯腈的生產(chǎn)和應(yīng)用

丙烯腈是無色有毒液體，沸點(diǎn) 77.3℃ 。丙烯腈是合成纖維（腈綸）、合成橡膠（丁腈橡膠）、合成塑料（ ABS ）主要的單體，地位十分重要，還是生產(chǎn)多種有機(jī)化工原料的原料。 由丙烯腈生產(chǎn)的丁腈橡膠可耐冷油和一些有機(jī)溶劑的侵泡。在第二次世界大戰(zhàn)以前采用環(huán)氧乙烷法。為滿足戰(zhàn)爭需求，開發(fā)了乙炔法，原料費(fèi)用下降。 1960 年，開發(fā)了丙烯法，現(xiàn)已淘汰了乙炔法。采用丙烯、氨、空氣一步合成，合成丙烯腈被認(rèn)為是基本有機(jī)化工原料合成方法的重大變革之一。該法具有原料來源豐富，不使用劇毒物（氫氰酸），反而生產(chǎn)氫氰酸（可就近加工成有機(jī)玻璃的原料）。生產(chǎn)丙烯腈時使用的催化劑由含磷、鉬、鉍、鐵的氧化物組成，反應(yīng)溫度約為 450℃ .