【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，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，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施方法，至今只有管式爐法獨領(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。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?。还?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（ 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 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 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 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℃ .