内容正文:
第7章 常见的有机化合物
7.2 不饱和烃
一、石油化工
1.石油的成分
组成石油的基本元素是碳、氢(两者的质量分数之和可达97%~98%),同时还含有少量的硫、氧、氮等,它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。石油的化学成分主要是各种液态的烃,其中还溶有气态和固态的烃。
2.石油炼制和加工的主要目的
(1)将石油中烃的混合物进行一定程度的分离,使它们各尽其用,如石油的分馏。
(2)将石油中含碳原子多的烃转变成含碳原子较少的烃,以提高石油的利用价值,如石油的裂化和裂解。
3.石油的分馏
(1)石油分馏的原理:工业上通过常压分馏和减压分馏的方法,把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物而分离出来。
分子中碳原子数不同,烃的沸点就不同。通常情况下,随着烃分子里碳原子数的增多,烃的沸点也相应升高。加热石油,沸点低的烃(分子中碳原子数较少)先汽化,经冷凝液化后分离出来,随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后又分离出来;这样,不断地加热汽化和冷凝液化,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物,这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的,称为石油分馏。
(2)石油分馏的产品:分馏出来的各种成分叫做馏分。
(3)石油分馏的设备:分馏塔。
(4)石油分馏的装置。
工业上对石油的分馏既有常压分馏又有减压分馏,往往是常压分馏、减压分馏在一起连续进行。(如下流程图)
石油分馏工艺流程示意图
(5)减压分馏的原因、原理及目的。
①减压分馏原因:随着石油中烃分子里含碳原子数的增大,其沸点会逐渐升高;要把它们从混合物中分离出来,就必须再升高温度。但是,在高温下,高沸点的烃会分解,更严重的还会出现炭化结焦,损坏设备、影响生产。为了解决这一问题,故采用减压分馏。
②减压分馏原理:利用外界压强对物质沸点的影响。因为外界压强越大,物质的沸点就越高;外界压强越小,物质的沸点就越低。通过降低分馏塔内的压强,使重油在较低温度沸腾,这种过程称为减压分馏。
③减压分馏目的:防止炭化结焦,从重油中分离出润滑油、石蜡等成分。减压分馏的原料是重油。
【思考】石油的各种馏分有无固定的沸点?为什么?
石油的各种馏分仍然是多种烃的混合物,所以没有固定的沸点。
4.石油的裂化和裂解
(1)石油的裂化
①裂化的目的:获得较多的轻质油,特别是提高汽油的产量。
②裂化的原理:采用催化的方法,在一定条件下,将相对分子质量较大、