化学反应工程.pdf

反应工程的前沿之一

对能源化工的综述

全球能源供求状况以及资源潜力直接关系到国际政治经济发展

态势，进入21世纪以来，能源问题日益成为摆在各国政府面前的重

要问题。近年来，伴随世界经济的复苏和发展，国际石油价格节节

高攀，对能源化工的发展产生重大的影响；同时，来自环境保护的压

力以及能源资源综合利用等方面的要求，也促使以石油、天然气、煤

炭等资源为原料的能源化工发生深刻的变化。

能源化工，主要指利用石油、天然气和煤炭等基础能源资源，通

过化学过程制备二次能源和化工产品的过程，主要包括石油化工、天

然气化工和煤化工等。能源化工产品涉及国民经济和人民生活的各个

领域。合成塑料、合成纤维、合成橡胶等关系人们衣食住行的化工产

品几乎全部来自于石油化工；氮肥、甲醇等则主要来源于煤化工和天

然气化工。

一、为了降低汽油中的硫、烯烃、苯和芳烃含量,生产清洁汽油,

国内外的石油公司和研究单位都相继开发了针对性的清洁技术,这

包括降低汽油中硫含量、烯烃含量、苯含量技术和提高汽油辛烷值的

技术等。

降低汽油中硫含量的技术：催化裂化进料加氢预处理技术，采

用该技术生产的催化裂化汽油的硫含量为进料硫含量的6%—8%；由

于常规的加氢脱硫工艺虽可以降低其硫含量，但辛烷值损失比较大，

此时可采用选择性加氢脱硫技术；采用双功能催化剂的非选择性加氢

脱硫技术，对汽油重馏分脱硫效果较好；催化蒸馏加氢脱硫技术脱硫

率可达95%以上，抗暴指数损失小于1个单位；还有碱性抽提、吸

附脱硫、生物脱硫等技术。

降低汽油中烯烃含量的技术有：优化操作降烯烃，可使得催化

裂化汽油烯烃降低1.5%—3%；采用降烯烃催化剂；添加降烯烃助剂，

选用特定金属改性的沸石制备而成，水热稳定性、抗磨性、活性稳定

性都比较好，既能降低催化汽油的烯烃含量，又能保持辛烷值不降或

略有提高；催化裂化汽油的醚化技术等。

降低汽油的苯含量的技术：重整进料预分馏技术，该技术可以降

低重整油的苯体积含量的1—2%，降苯含量是有限的；溶剂抽提技

术，使用的溶剂一般为环丁砜、三乙二醇醚、四乙二醇醚；催化蒸

馏加氢脱苯技术，以C3—C9重整生成油为原料，通过分馏塔使苯加

氢生产环己烷，可以得到苯含量不大于1%的汽油。

对二甲苯最早是直接从重整油和裂解汽油中抽提和分离而得，

但随着聚酯工业的不断发展，该方法获得的对二甲苯已经无法满足实

际生产的需要。

甲苯的甲醇甲基化吸引力在于其收率要比传统的甲苯歧化工艺

高出近一倍。加氢催化剂研究新进展加氢裂化是大量生产优质中间

馏分油（喷气燃料和柴油等）和调整油品结构的重要手段。而且，它

还是唯一轻质化同时直接制取低硫、低芳烃清洁燃料的重要手段。

加氢裂化尾油既可以作为制取乙烯的优质原料，又可以作为低硫

的催化裂化原料。

对二次转化油品，如催化裂化柴油，焦化汽油可以通过芳烃开

环及深度脱硫芳等加氢改质技术制取清洁柴油产品。

二、化学合成技术为使化学合成选择性好、产率高、原子利用

率高、反应速度快、反应条件温和，目前已发展了一系列新的合成

方法与技术：

１、新合成方法：声化学合成、微波电介质热效应合成、电化学

合成、等离子体化学合成、利用太阳能进行化学合成、超临界状态下

化学合成、室温和低热温度下化学合成及光化学合成等。

２、新的催化技术：配位催化、相转移催化、超强酸超强碱催

化、杂多酸催化、胶束催化、氟离子催化、钛化合物催化、纳米粒

子催化、光催化、晶格氧选择氧化及非晶态合金加氢催化等。

３、一锅合成法：传统的有机合成是一步一步地进行反应，步骤

多、产率低、选择性差，且操作繁杂。

一锅合成法可将多步反应或多次操作置于一锅内合成，不再分

离许多中间产物，因而具有高效、高选择性、条件温和等特点，是一

种清洁的合成技术。

三、高新分离技术采用高新分离技术可以使产品纯度提高，其

质量提高体现在使用价值增加和经济效益提高；分离越彻底，向环境

排放物越少，副产物处理更方便；高分离技术使产品收率提高，也

提高了经济效益；有些分离技术（如膜分离）是在无相变情况下实

现的，具有节能、减污特性。

新分离技术有：１、膜分离技术液膜分离、渗透气化膜分离、

反渗透膜分离、电渗、超滤、微滤、纳滤、聚滤、气体膜分离等。

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