【文章內(nèi)容簡介】 裂解也有多種具體實施方法，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)（℃）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，℃, 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 ~ 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，℃。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，℃。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℃， ~ ，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，℃。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)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℃. 合成樹脂和塑料 　　天然樹脂的使用可以追溯到古代，但現(xiàn)代塑料工業(yè)形成于1930年， 近40年來獲得了飛速的發(fā)展。 樹脂這一名稱是由樹木分泌出的脂質(zhì)而得的。人類最早使用的天然樹脂是松香、蟲膠等。天然樹脂的生產(chǎn)受到地區(qū)的限制而產(chǎn)量不大，質(zhì)量也不高，使用受到限制。人們?yōu)榱藢で筇烊粯渲拇闷罚?846年用纖維素（棉花）和硝酸制得硝酸纖維素，將潮濕的硝酸纖維素和樟腦混合，制成蟲膠的代用品，于1872年建廠生產(chǎn)。雖然從發(fā)現(xiàn)至今已有一百余年，但目前仍在廣泛使用，常用名稱為賽璐珞， 如乒乓球、玩具、梳子、鈕扣等。隨著人類對塑料材料需求的增長和科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們開發(fā)出了比天然樹脂用途廣泛得多的合成樹脂。合成樹脂是由低分子量的化合物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)制得的高分子量的樹脂狀物質(zhì)，在常溫常壓下一般是固體，也有為粘稠狀液體的。第一個合成樹脂品種為熱固性酚醛樹脂（俗名電木），它是由苯酚和甲醛在催化劑作用下制得的。從1907年建立了第一個酚醛樹脂廠算起，便開始進(jìn)入合成高分子時期，1931年開始了第一個熱塑性樹脂聚氯乙稀樹脂的工業(yè)生產(chǎn)，此后合成高分子工業(yè)發(fā)展迅速，聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等陸續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。目前有工業(yè)生產(chǎn)的約30大類樹脂。在三大合成材料（合成樹脂與塑料、合成橡膠、合成纖維）中，以合成樹脂生產(chǎn)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣。據(jù)統(tǒng)計，我國大陸合成樹脂產(chǎn)量約440萬噸。、性能特點(diǎn)與組成 　　塑料是可塑性的簡稱。其科學(xué)定義為：以合成樹脂或天然樹脂（或天然高分子物質(zhì)）為基本成分，在成型加工過程中的某一階段能流動成型或借就地聚合或固化而定型，其成品狀態(tài)為柔韌性或剛性固體，但又非彈性體。 塑料的特點(diǎn)是質(zhì)輕，具有耐磨、耐腐蝕、絕緣性好等性能。 塑料的主要成分是樹脂，占總質(zhì)量的40％ ~ 100％。生產(chǎn)合成樹脂的基本原料常稱為單體，單體的性質(zhì)決定了大分子物質(zhì)的基本特性，所以在命名和區(qū)分塑料時，在單體名稱前面加個聚字，就形成某種樹脂或塑料的名稱，如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等。 有時直接在單體簡稱的后面加樹脂或塑料即可， 如：酚醛樹脂，脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。雖然塑料的基體是樹脂，但大多數(shù)情況下三塑料中加有添加劑（也稱助劑），這些添加劑常具有特定功能，可以改進(jìn)加工或使用性能，有時僅僅作為增量劑使用，以降低制造成本。常用的添加劑有：　?。?）增塑劑絕大部分合成樹脂具有可塑性，但可塑性的大小卻不相同，為了使樹脂易于塑化和賦予制品柔軟性，一般在樹脂中加入一些低分子物質(zhì)，這些低分子物稱為增塑劑。增塑劑是液體或低熔點(diǎn)物質(zhì)，與樹脂應(yīng)有較好的混溶性。常用的增塑劑由鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、氯化石蠟等?！　。?）潤滑劑 在塑料成型加工過程中，為了改善熔融物料的流動性，并使之不粘附在金屬設(shè)備或模具上，同時使脫模容易所加入的添加劑稱為潤滑劑。常用的潤滑劑由硬脂酸及其鹽類等　?。?）穩(wěn)定劑 為防止或抑制塑料制品的性能劣化而加入的添加劑稱為穩(wěn)定劑。具有代表性的有熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑?！　。?）著色劑為了美化和裝飾塑料而在物料中加入的含色料的添加劑稱為著色劑?！　。?）填料 加于塑料的配合料中以降低成本，有時也可增進(jìn)塑料的物理性能，如硬度、剛度及沖擊強(qiáng)度的相對惰性的物質(zhì)稱為填料。 最常用的填料由粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。 　　塑料可按制造過程所采用的合成樹脂的性質(zhì)來分類。一般可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。熱塑性塑料是由可以多次反復(fù)加熱而仍保持可塑性的合成樹脂所制得的塑料。熱塑料性塑料加熱即軟化，并能成型加工，冷卻即固化，可以多次成型，如聚乙烯、聚氯乙稀等。與熱塑性塑料不同，熱固性塑料加熱即軟化，并能成型加工，但繼續(xù)加熱則固化成型。固化后的產(chǎn)品再進(jìn)行加熱，也不能使其熔化。即熱固性塑料在成型前是可熔、可熔的，即是可塑的，而一經(jīng)成型固化后，就變成不熔不溶的了，不能進(jìn)行多次成型，如酚醛塑料。塑料也可按用途分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。痛用塑料是大宗生產(chǎn)的一類塑料，其價格低廉，可用于一般用途。工程塑料能作為工程材料使用，具有相對密度小、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能優(yōu)越、成型加工容易、機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn)。特種塑料具有通用塑料所不具有的特性，通常認(rèn)為是用于能發(fā)揮其特性場合的塑料。一般認(rèn)為聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯及聚奔乙烯屬于通用料。ABS也包括在通用塑料中。工程塑料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚亞苯基氧、聚砜和聚酰亞胺等，廣泛用于化工、電子、機(jī)械、汽車制造、航空、建筑、交通等工業(yè)?！　〗^大多數(shù)塑料制造的第一步是合成樹脂的生產(chǎn)（由單體聚合而得），然后根據(jù)需要，將樹脂（有時加入一定量的添加劑）進(jìn)一步加工成塑料制品。有少數(shù)品種（如有機(jī)玻璃）其樹脂的合成和塑料的成型是同時進(jìn)行的。 合成樹脂 　　合成樹脂為高分子化合物，是由低分子原料――單體（如乙烯、丙烯、氯乙烯等）通過聚合反應(yīng)結(jié)合成大分子而生產(chǎn)的。工業(yè)上常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液合4種。本體聚合法　　本體聚合是單體在引發(fā)劑或熱、光、輻射的作用下，不加其他介質(zhì)進(jìn)行的聚合過程。特點(diǎn)是產(chǎn)品純潔，不需復(fù)雜的分離、提純，操作較簡單，生產(chǎn)設(shè)備利用率高?？梢灾苯由a(chǎn)管材、板材等質(zhì)品，故又稱塊狀聚合。缺點(diǎn)是物料粘度隨著聚和反應(yīng)的進(jìn)行而不斷增加，混合和傳熱困難，反應(yīng)器溫度不易控制。本體聚合法常用于聚加基丙烯酸甲酯 （俗稱有機(jī)玻璃）、聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺等樹酯的生產(chǎn)。懸浮聚合法 　　懸浮聚合是指單體在機(jī)械攪拌或振蕩和分散劑的作用下，單體分散成液滴，通常懸浮于水中進(jìn)行的聚合過程， 故又稱珠狀聚合。特點(diǎn)是：反應(yīng)器內(nèi)有大量水，物料粘度低，容易傳熱和控制；聚合后只需經(jīng)過簡單的分離、 洗滌 、干燥等工序，即得樹脂產(chǎn)品，可直接用于成型加工；產(chǎn)品較純凈、均勻。缺點(diǎn)是反應(yīng)器生產(chǎn)能力和產(chǎn)品純度不及本體聚合法，而且，不能采用連續(xù)法進(jìn)行生產(chǎn)。懸浮聚合在工業(yè)上應(yīng)用很廣。75％的聚氯乙稀樹脂采用懸浮聚合法，聚苯乙烯也主要采用懸浮聚合法生產(chǎn)。反應(yīng)器也逐漸大型化。乳液聚合法　　乳液聚合是指借助乳化劑的作用，在機(jī)械攪拌或振蕩下，可直接應(yīng)用，也可以把膠乳破壞，經(jīng)洗滌、干燥等后處理工序，得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應(yīng)速度下，獲得較高分子量的聚合物，物料的粘度低，易于傳熱和混合，生產(chǎn)容易控制，殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點(diǎn)是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物，耗用經(jīng)過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。反應(yīng)器的生產(chǎn)能力比本體聚合法低。溶液聚合法 　　溶液聚合是單體溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行的聚合反應(yīng)。形成的聚合物有時溶于溶劑，屬于典型的溶液聚合，產(chǎn)品可做涂料或膠粘劑。如果聚合物不溶于溶劑，稱為沉淀聚合或淤漿聚合，如生產(chǎn)固體聚合物需經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、干燥才成為成品。在溶液聚合中，生產(chǎn)操作和反應(yīng)溫度都易于控制，但都需要回收溶劑。工業(yè)溶液聚合可采用連續(xù)法合間歇法，大規(guī)模生產(chǎn)常采用連續(xù)法，如聚丙烯等。 塑料的成型加工 　　塑料的成型加工是指由合成樹脂制造廠制造的聚合物制成最終塑料制品的過程。加工方法（通常稱為塑料的一次加工）包括壓塑（模壓成型）、擠塑（擠出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、壓延等。壓塑 　　壓塑也稱模壓成型或壓制成型，壓塑主要用于酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料的成型。擠塑 　　擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機(jī)（擠出機(jī)）將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時也有于熱固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。擠塑的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。 注塑　　注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)（或稱注射機(jī)）將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點(diǎn)是設(shè)備及模具成本高，注塑機(jī)清理較困難等。吹塑　　吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。 壓延 　　壓延是將樹脂合各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理（捏合、過濾等）后通過壓延機(jī)的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來， 再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙稀樹脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。 通用塑料 　　通用塑料有五大品種，即聚乙烯、聚丙