石油化工工藝學（第二版）

緒論 1
第1章 化學工藝基礎(chǔ) 3
1.1 化工生產(chǎn)工藝流程 3
1.1.1 工藝流程 3
1.1.2 工藝流程的組織原則與評價方法 4
1.2 化工過程的主要效率指標 5
1.2.1 生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度 5
1.2.2 轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率 6
1.2.3 平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率 7
1.2.4 原子經(jīng)濟性 8
1.3 反應條件對化學平衡和反應速率的影響 9
1.3.1 溫度的影響 9
1.3.2 濃度的影響 10
1.3.3 壓力的影響 10
1.4 石油化工催化劑 11
1.4.1 催化劑的基本特征 11
1.4.2 催化劑的分類 12
1.4.3 選擇催化劑的基本條件 12
1.4.4 催化劑的化學組成 12
1.4.5 催化劑的物理性質(zhì) 13
1.4.6 催化劑的活性與選擇性 16
1.4.7 催化劑中毒與再生 16
1.4.8 催化劑的使用技術(shù) 17
1.5 石油化工工藝計算 19
1.5.1 反應過程的物料衡算 19
1.5.2 反應過程的熱量衡算 20
思考題與習題 20
第2章 石油天然氣的形成與開采 21
2.1 石油天然氣的形成 21
2.1.1 石油天然氣的組成及分類 21
2.1.2 油氣藏形成的基本條件 23
2.2 石油鉆井 29
2.2.1 鉆前準備 29
2.2.2 鉆進過程 29
2.2.3 固井工程 32
2.2.4 完井工程 33
2.3 采油 34
2.3.1 石油開采過程 34
2.3.2 機械采油的方法 35
2.4 高壓注水采油 38
2.5 熱力采油 39
2.5.1 蒸汽吞吐 39
2.5.2 火燒油層驅(qū)油 40
2.5.3 蒸汽驅(qū)油 41
2.5.4 熱水驅(qū)油 41
2.5.5 蒸汽輔助重力泄油 41
2.6 壓裂與酸化 42
2.6.1 水力壓裂增產(chǎn)技術(shù) 42
2.6.2 酸化技術(shù) 43
2.7 化學驅(qū)油技術(shù) 45
2.7.1 表面活性劑驅(qū)油技術(shù) 45
2.7.2 聚合物驅(qū)油 47
2.8 油氣集輸 48
2.8.1 油氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng) 48
2.8.2 油氣水分離 49
2.8.3 原油穩(wěn)定 49
2.8.4 天然氣凈化 49
思考題與習題 54
第3章 石油煉制 55
3.1 常減壓蒸餾工藝 56
3.1.1 原油的預處理 56
3.1.2 原油的常減壓蒸餾 57
3.2 延遲焦化 58
3.2.1 基本原理 58
3.2.2 工藝流程 59
3.2.3 焦化產(chǎn)品 60
3.3 催化裂化 60
3.3.1 反應原理 61
3.3.2 催化裂化催化劑 63
3.3.3 工藝條件 64
3.3.4 工藝流程 66
3.4 加氫裂化 68
3.4.1 基本原理 69
3.4.2 工藝流程 69
3.5 催化重整 70
3.6 潤滑油的生產(chǎn) 71
3.6.1 潤滑油的使用要求 71
3.6.2 潤滑油的組成 72
3.6.3 潤滑油的生產(chǎn)過程 73
3.6.4 丙烷脫瀝青 74
3.6.5 溶劑精制 74
3.6.6 脫蠟 75
3.6.7 白土精制 75
3.7 高辛烷值汽油組分生產(chǎn) 76
3.7.1 烷基化 76
3.7.2 異構(gòu)化 77
3.7.3 醚化 77
思考題與習題 77
第4章 碳一化工產(chǎn)品生產(chǎn) 78
4.1 合成氣的生產(chǎn) 78
4.1.1 由煤制合成氣 79
4.1.2 由天然氣制合成氣 79
4.1.3 渣油部分氧化法制合成氣 83
4.1.4 合成氣的應用 85
4.2 天然氣生產(chǎn)乙炔工藝 85
4.2.1 乙炔的性質(zhì) 85
4.2.2 天然氣制乙炔的原理及影響因素 86
4.2.3 天然氣制乙炔的生產(chǎn)工藝 87
4.2.4 天然氣制乙炔的技術(shù)發(fā)展趨勢 90
4.2.5 乙炔化工的下游產(chǎn)品 90
4.3 甲醇生產(chǎn)工藝 91
4.3.1 甲醇的性質(zhì) 91
4.3.2 合成甲醇的基本原理及影響因素 91
4.3.3 甲醇的合成工藝 92
4.3.4 天然氣制甲醇新技術(shù) 95
4.3.5 甲醇的利用 95
4.4 甲醛的生產(chǎn) 96
4.4.1 甲醛的性質(zhì) 96
4.4.2 甲醛的生產(chǎn)原理及影響因素 96
4.4.3 甲醛的生產(chǎn)工藝 97
4.4.4 甲醛的利用 98
4.5 天然氣生產(chǎn)乙烯和丙烯 98
4.5.1 概述 98
4.5.2 甲烷氧化偶聯(lián)法制乙烯 98
4.5.3 天然氣經(jīng)合成氣制烯烴 99
4.5.4 天然氣經(jīng)甲醇或二甲醚制烯烴 99
4.5.5 乙烯與丙烯的利用 100
4.6 二氧化碳回收與綜合利用 101
4.6.1 二氧化碳回收和捕集技術(shù) 101
4.6.2 二氧化碳綜合利用 102
思考題與習題 106
第5章 烴類熱裂解 108
5.1 熱裂解過程機理 108
5.1.1 烴類裂解的反應規(guī)律 108
5.1.2 烴類裂解的反應機理 113
5.1.3 裂解反應的化學熱力學和動力學 116
5.2 裂解過程的影響因素 120
5.2.1 原料組成 120
5.2.2 工藝條件 122
5.3 裂解方法及裂解工藝過程 124
5.3.1 管式裂解工藝 125
5.3.2 烴類熱裂解的工藝過程 127
5.4 裂解氣的分離 129
5.4.1 裂解氣的凈化工藝 130
5.4.2 裂解氣的分離工藝 131
5.4.3 脫甲烷塔 136
5.4.4 乙烯塔  139
5.4.5 脫甲烷塔和乙烯塔比較 141
5.5 裂解氣分離技術(shù)進展 141
5.5.1 水合物法乙烯裂解氣分離技術(shù) 141
5.5.2 吸附法乙烯裂解氣分離技術(shù) 142
思考題與習題 143
第6章 碳二化工產(chǎn)品生產(chǎn) 145
6.1 聚乙烯的生產(chǎn) 146
6.1.1 聚乙烯的分類和用途 146
6.1.2 聚乙烯的生產(chǎn)技術(shù) 147
6.1.3 高壓聚合生產(chǎn)聚乙烯 147
6.1.4 低壓聚合生產(chǎn)聚乙烯 150
6.2 環(huán)氧乙烷與乙二醇的生產(chǎn)及化工利用 151
6.2.1 環(huán)氧乙烷與乙二醇的性質(zhì)和用途 151
6.2.2 環(huán)氧乙烷與乙二醇的生產(chǎn)概況 152
6.2.3 乙烯直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷 154
6.2.4 環(huán)氧乙烷水合法制乙二醇 158
6.2.5 新工藝制取乙二醇簡介 159
6.3 乙醇的生產(chǎn)及化工利用 160
6.3.1 乙醇的性質(zhì)和用途 160
6.3.2 乙醇的生產(chǎn)方法 161
6.3.3 乙烯直接水合法制取乙醇 162
6.3.4 其他工藝制取乙醇 164
6.4 乙醛的生產(chǎn)及化工利用 165
6.4.1 乙醛的性質(zhì)和用途 165
6.4.2 乙醛的生產(chǎn)方法 166
6.4.3 乙烯配合催化氧化生產(chǎn)乙醛 166
6.5 乙醛氧化生產(chǎn)乙酸及化工利用 171
6.5.1 乙酸的性質(zhì)和用途 171
6.5.2 乙酸的生產(chǎn)概況 171
6.5.3 乙醛氧化制取乙酸 172
6.6 乙烯氧化生產(chǎn)醋酸乙烯及化工利用 175
6.6.1 醋酸乙烯的性質(zhì)和用途 175
6.6.2 醋酸乙烯的生產(chǎn)概況 175
6.6.3 乙烯氣相法制取醋酸乙烯 176
6.7 氯乙烯的生產(chǎn)及化工利用 179
6.7.1 氯乙烯的性質(zhì)和用途 179
6.7.2 氯乙烯的生產(chǎn)概況 179
6.7.3 平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯 179
6.8 烴類氧化反應的注意事項 187
思考題與習題 188
第7章 碳三化工產(chǎn)品生產(chǎn) 190
7.1 丙烯的聚合工藝 191
7.1.1 聚丙烯的性質(zhì)和用途 191
7.1.2 聚合機理 191
7.1.3 生產(chǎn)工藝 192
7.2 異丙苯、苯酚和丙酮的生產(chǎn) 195
7.2.1 異丙苯、苯酚和丙酮的性質(zhì) 195
7.2.2 異丙苯的生產(chǎn) 196
7.2.3 苯酚、丙酮的生產(chǎn) 199
7.2.4 苯酚、丙酮的生產(chǎn)工藝過程 201
7.3 丙烯氧化生產(chǎn)丙烯酸與化工利用 203
7.3.1 丙烯酸的生產(chǎn)原理 204
7.3.2 丙烯酸的生產(chǎn)工藝流程 204
7.4 丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈 205
7.4.1 丙烯腈的生產(chǎn)原理 206
7.4.2 丙烯腈的生產(chǎn)工藝條件 208
7.4.3 丙烯腈的生產(chǎn)工藝流程 211
7.5 丙烯氯化制氯丙烯及環(huán)氧氯丙烷 212
7.5.1 氯丙烯的生產(chǎn)原理 213
7.5.2 氯丙烯的生產(chǎn)工藝條件 214
7.5.3 環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)工藝流程 216
7.6 環(huán)氧丙烷和丙二醇的生產(chǎn) 218
7.6.1 生產(chǎn)原理 218
7.6.2 生產(chǎn)工藝條件 220
7.6.3 生產(chǎn)工藝流程 222
7.7 丁、辛醇的生產(chǎn) 223
7.7.1 丁、辛醇的性質(zhì)和用途 224
7.7.2 辛醇的生產(chǎn)原理 224
7.7.3 丁、辛醇生產(chǎn)的影響因素 226
7.7.4 丁、辛醇的生產(chǎn)工藝流程 228
思考題與習題 231
第8章 碳四、碳五化工產(chǎn)品生產(chǎn) 232
8.1 碳四、碳五餾分來源 232
8.1.1 熱裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)碳四、碳五 232
8.1.2 煉廠催化裂化制乙烯聯(lián)產(chǎn)碳四、碳五 232
8.1.3 其他工業(yè)來源 233
8.2 碳四、碳五餾分分離 233
8.2.1 概述 233
8.2.2 碳五餾分分離技術(shù) 234
8.3 丁二烯的生產(chǎn)及下游產(chǎn)品加工 235
8.3.1 概述 235
8.3.2 丁二烯的抽提生產(chǎn)原理 236
8.3.3 丁二烯的抽提生產(chǎn)工藝 238
8.3.4 丁二烯的生產(chǎn)安全 244
8.3.5 丁二烯下游產(chǎn)品 246
8.4 正丁烷氧化制順丁烯二酸酐工藝 247
8.4.1 概述 247
8.4.2 正丁烷氧化制順丁烯二酸酐工藝 247
8.4.3 正丁烷氧化制順丁烯二酸酐工藝改進 251
8.5 甲基叔丁基醚的生產(chǎn) 253
8.5.1 概述 253
8.5.2 甲基叔丁基醚的生產(chǎn) 253
8.5.3 液-固相反應器 259
8.6 異戊二烯的生產(chǎn) 261
8.6.1 概述 261
8.6.2 異戊烷和異戊烯脫氫法 261
8.7 碳五樹脂的綜合利用 268
8.7.1 概述 268
8.7.2 碳五樹脂的綜合利用 270
思考題與習題 271
第9章 芳烴類化工產(chǎn)品生產(chǎn) 274
9.1 苯、甲苯和二甲苯 274
9.1.1 苯的性質(zhì)及化工利用 274
9.1.2 甲苯及其化工利用 275
9.2 催化重整生產(chǎn)芳烴 277
9.2.1 重整化學反應 277
9.2.2 重整催化劑 278
9.2.3 重整過程反應條件 280
9.2.4 芳烴生產(chǎn)工藝流程 280
9.2.5 石油芳烴抽提 281
9.3 芳烴歧化與烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)芳烴 284
9.3.1 反應原理 284
9.3.2 影響因素 285
9.3.3 工藝流程 286
9.4 C8 芳烴異構(gòu)化 287
9.4.1 二甲苯異構(gòu)化反應 288
9.4.2 二甲苯異構(gòu)化催化劑 288
9.4.3 二甲苯異構(gòu)化的生產(chǎn)工藝 289
9.5 C8 混合芳烴的分離 290
9.5.1 C8 芳烴混合物的分離方法 290
9.5.2 吸附法分離C8 混合芳烴 291
9.6 苯乙烯的生產(chǎn) 295
9.6.1 苯烷基化生產(chǎn)乙苯 295
9.6.2 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯 297
9.7 環(huán)己烷與環(huán)己酮的生產(chǎn) 301
9.7.1 苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷 301
9.7.2 環(huán)己烷氧化生產(chǎn)環(huán)己酮 303
9.8 對二甲苯氧化生產(chǎn)對苯二甲酸 304
9.8.1 對二甲苯高溫氧化法工藝流程 304
9.8.2 對二甲苯低溫氧化法工藝流程 305
思考題與習題 306
第10章 綠色化學技術(shù) 307
10.1 綠色化學化工和基本概念 307
10.1.1 綠色化學化工的定義及特點 307
10.1.2 原子經(jīng)濟性和環(huán)境因子 307
10.1.3 綠色化學原則 308
10.2 綠色化學技術(shù)的途徑 309
10.2.1 原料綠色化 309
10.2.2 催化劑綠色化 310
10.2.3 綠色化溶劑 314
10.2.4 過程強化 316
10.2.5 產(chǎn)品綠色化 319
10.3 綠色化學工藝實例 320
10.3.1 環(huán)己酮肟 320
10.3.2 己二酸 321
10.3.3 芳烴硝化綠色工藝 322
10.3.4 甲酸的綠色生產(chǎn)工藝 323
10.4 綠色能源與化工可持續(xù)發(fā)展 324
10.4.1 化石能源 325
10.4.2 綠色能源 325
10.4.3 氫能與氫的化工利用 326
10.5 “雙碳” 目標與化學工業(yè) 330
10.5.1 “雙碳”目標的內(nèi)涵與實現(xiàn)基礎(chǔ) 330
10.5.2 “雙碳”目標的挑戰(zhàn) 330
10.5.3 “雙碳”目標的實現(xiàn) 331
參考文獻 333