序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的石油化學工程原理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

第1篇

近年來我國經濟高速發展的同時，嚴重的環境問題已經受到社會各界的重點關注。環境污染問題已經影響到人們的日產生活，其中化學行業帶來的污染非常普遍，因此，需要發展化學工業中的可持續發展戰略，強化綠色化工技術的運用。綠色化工技術的運用能夠從根本上抵制化學行業能源消耗帶來的污染問題，因此，對其探討是非常必要的。

1綠色化工技術

綠色化工技術指的是在化學工業發展中運用化學工藝或者原理對化學方法進行改造，以此來減少化學技術中化學原料、化學廢棄物或者有害化工產品對環境的危害和污染，盡量將化學過程中的廢棄物進行二次利用，提升廢棄物利用率的同時也減少排放量，促進化學工業的綠色和生態發展[1]。

2綠色化工技術在化學工程工藝中的開發

2.1化學原料的選用

綠色化工技術的開發過程中，化學原料的選用就非常重要，這能夠從根本上解決污染問題。綠色、無害的化工原料在生產、排放的過程中也能產生較少的污染物。當前高科技發展下，已經生產處很多無毒無害或者較少毒害的原料、催化劑、各種溶劑供化學工業的發展使用，在化學工業生產中盡量選擇這樣的化學原料，比如是很多天然的植物，包括各種農作物或者野外農作物，還有很多生物，都是無害化學原料的最佳選擇。在化學工業發展中，盡量使用這些物品代替，而且這些物品的成本通常比較低，來源廣泛。

2.2化學催化劑的選用

化學工業發展中常常使用各種催化劑加速化學反應的速度，但是很多化學催化劑容易加重化學反應廢棄物的排放量。現在綠色化工技術開發過程中重點關注的就是對無害化學催化劑的開發。同時，在化學催化劑的選用上，盡量用毒害較小的催化劑代替毒害大的催化劑，促進化學反應過程的綠色發展[2]。很多化學行業的研究人員正在大力開發烷基化固相催化劑，其沒有毒害，期望這種催化劑能夠早日被廣泛運用。在無毒害化學催化劑開發過程中，注重其廢棄物的排放量和循環使用率，最好能夠提升其循環使用的過程。

2.3強化化學反應的選擇性

在化學反應過程中，盡量提升化學反應的選擇性，讓化學生成物的提取和凈化更加便捷，也能夠有效地控制化學生產成本，減少能源消耗和廢棄物的排放。比如在石油化學工業中經常進行的烴類選擇性氧化，其反應的生成物極易發生氧化現象破壞生成物，因此，在化學反應中，會盡量避免使用這種反應。強化化學反應的選擇性，能夠提升化學生產過程的健康發展水平。

3綠色化工技術在化學工程工藝中的運用

3.1清潔生產技術的運用

清潔生產技術在包括冶金、印刷、垃圾處理、海水淡化、煤氣化技術、發電技術等行業中已經被廣泛運用，在其過程中沒有毒害，而且沒有污染物。多種行業中運用清潔生產技術已經有效地控制了廢棄物和有毒物品的發生。比如在海水淡化過程中，運用清潔的化學方法對海水進行處理，其原料是海水，這是一種比較豐富的天然資源，產生的主要成分是淡水，整個過程中的生產技術對環境的污染非常小。

3.2生物技術的運用

生物技術在化學仿生學與生物化工中的運用集中在細胞、微生物、酶的范圍內，其中酶、膜化學技術運用地非常廣泛。生物技術可以講很多可再生的資源在生產過程中轉化成有用的化學品，比如自然界中存在的酶是非常普遍的一種催化劑，其在生產過程中沒有污染物的生成和排放，而且反應的條件比較溫和，受到化學行業的廣泛利用。

3.3環境友好型產品生產過程的運用

當今社會環境污染問題非常嚴重，各行各業對環境友好型產品的生產與利用非常急切。從人們的實際生活來講，運用綠色化工技術的目的就是能夠生產處大量的環境友好型產品，這能夠給人們的實際生活帶來優勢。環境污染問題嚴重影響到人們的生活質量，環境友好型產品的開發和利用能夠避免產生環境污染問題。比如在生活中傳統的汽油燃燒給大氣帶來污染，也影響人類的健康；各種產品中氟利昂破壞了大氣中臭氧層，給人們的生活埋下安全隱患；很多塑料產品在人們生活中廣泛利用，帶來很多便捷之處，但是使用后形成垃圾不容易被分解。這些嚴重的污染問題急需被解決，這些帶來污染的產品急需被取代。所以，隨著技術的發展，可分解的塑料制品、清潔型汽油、新型燃料逐漸地被開發使用，人們的環保意識也在增強，現在已經有很多的研究用在環境友好型產品的開發上，比如在酒精的生產上，其原料已經變成了天然的甘蔗；利用較易提取的乙醇汽油取代原來的汽油，在汽車行業中被廣泛運用。環境友好型產品受到大眾喜愛的同時，應該提升開發技術，加大對其的開發利用，這是與人們的實際生活緊密聯系的問題，需要社會各界齊心協力的支持[3]。

結論

第2篇

本次研究采用毛細管粘度計和密度計，對大慶油田七個原油試樣在不同溫度下的粘度與密度進行系統的測量，得出了試樣粘度與密度在不同溫度下的變化規律，為提高油田采收率提供了重要的依據。

【關鍵詞】粘度；密度；溫度；原油；采收率

一、粘度

油品的粘度是評價原油及其產品流動性能的指標，在原油和石油化工產品加工、運輸、管理、銷售及使用過程中，粘度是很有用的物理常數。油品的粘度與其化學組成密切相關，在一定程度上反映了油品的烴類組成，是煤油，噴氣燃料和油的重要指標。

粘度也叫粘性系數，在某一溫度下，當液體受外力作用而作層流運動時，液體分子間產生的內摩擦力叫粘度。粘度是與油料性質和溫度、壓力有關的物理參數。壓力在一般情況下對液體石油產品無明顯影響，可以忽略。溫度對液體粘度的影響十分敏感，因為隨著溫度升高，分子間距逐漸增大，相互作用力相應減小，粘度就下降。

液體石油產品的粘度按照GB/T 365-88采用毛細管粘度計法進行測量。方法原理是根據牛頓內摩擦定律，導出下式：

式中η――液體動力粘度，Pa?s；r――毛細管半徑，mm；V――在時間內從毛細管中流出的液體體積，mm3；L――毛細管長度，mm；τ――液體流出V體積所需時間，s；P――液體流動所受的靜壓力，Pa。

對指定的毛細管粘度計來說，儀器尺寸（V，L，r）和h，g，π均為常數，因此只要測得油品在某一溫度下V體積液體由刻度a到刻度b所需時間τ，則其粘度即可求得。

二、密度

密度是物理學上用來表示物質分布密集程度的物理量，定義為物質質量與其體積的比值（ρ=m/V）。單位體積石油產品的質量，稱為石油產品的密度，它在一定程度上反映了油品的組成，因而可以用來確定原油的類別。

當溫度升高時，油品受熱膨脹，體積增大，密度減小，相對密度減小；當溫度降低時，體積減小，密度增大，相對密度增大。

密度的測定方法包括密度計法、韋氏天平法、比重瓶法。本次研究采用密度計對大慶油田7個原油試樣的密度進行了系統的測量，得出了不同溫度時試樣密度的變化規律。

三、實驗部分

3.1實驗儀器

（1）毛細管粘度計一組（2）恒溫浴（3）玻璃水銀溫度計（4）秒表（5）石油產品密度計（6支組）。（6）玻璃量筒（7）烘箱（8）調溫電熱套。（9）1000ML燒杯。（10）玻璃棒。

3.2實驗方法和步驟

3.2.1粘度測量（1）按測定要求調節恒溫浴。（2）將脫水過濾后的原油試樣放入小燒杯中。（3）選擇合適的粘度計，洗滌干凈并烘干。（4）將橡皮管套在粘度計支管上，倒置粘度計并用大拇指堵住上管口，將管身的末端插入盛有地層水或原油試樣的燒杯中，利用橡皮球將液體吸到上標線時，從燒杯中提起粘度計，擦去管身外壁的多余試樣。（5）將裝有試樣的粘度計浸入恒溫浴，并用將粘度計固定使其垂直。（6）恒溫浴中溫度計的水銀球位置必須與粘度計中點保持水平。（7）將恒溫浴調節到實驗規定的溫度，裝好油的粘度計在規定溫度的恒溫浴內經規定的恒溫時間后，開始測量。（8）達到待測溫度時，用橡皮球通過管身所套的橡皮管，將試油或水試樣吸到擴張部分的上球，液面稍高于上標線，然后讓試樣自動流下，液面達到上標線時開動秒表，達到下標線時停止秒表，記錄試樣流動時間。（9）每個試樣至少重復測量4次，取流動時間所得的算術平均值，作為試樣的平均流動時間。

3.2.2密度測量

（1）將調好溫度的試樣沿壁傾入量筒中，保持穩定，注意不要濺潑，以免生成氣泡，當試樣表面有氣泡聚集時，可用一片清潔濾紙出去氣泡。（2）將選好的密度計緩慢放入試樣中，液面以上的密度計桿管浸濕不得超過兩個最小分度值，否則會影響所得讀數。密度計穩定后讀取數值。（3）同時測量試樣的溫度，注意溫度計要保持全浸（水銀線），溫度讀準至0.2℃。（4）將密度計在量筒中輕輕轉動一下，然后放開，按2和3的要求再測定一次，記錄連續兩次測定溫度和視密度的結果，取算術平均值作為測量密度。若兩次溫度讀數之差超過0.5℃，則重新測量。

結論

在油田開發中，原油的粘度和密度是判別原油性質、提高采油率的重要依據。了解地下流體性質是在一次采油之后進行的工作，注水開發是我國目前采油的主要措施，而在長期的注水過程中，注入水對地下流體性質會產生極其緩慢但又不可忽視的影響。因此搞清注入水對儲層流動性能的影響，不但可以提高注水效果，而且對油田增儲上產、提高最終采收率發揮了一定的作用。

通過對8個不同水型和包括二廠、七廠、八廠在內的7個大慶不同地區原油的粘度和密度的測量，模糊的概念變為了精確的數據。測量的數據表明，不同礦化度地層水的粘度和密度在溫度不斷升高的過程中不斷減小，粘度變化較小，密度變化不大；原油的粘度和密度在溫度不斷升高的過程中不斷減小，粘度變化相對地層水變化較大，密度變化不大。不同地區原油粘度和密度相差較大，曲線變化的斜率也不同。

從數據來看，提高注水溫度無疑是提高采收率的有效手段，但注入水的溫度不是越高越好，控制油田的開發成本也很重要。那么針對不同油田的原油性質，注入水的溫度應該控制在什么范圍之內，才能做到既可以最大限度的提高地下原油的流動性，又能夠盡量的節約開發成本，最終達到提高油田采收率的目的，這將是一項非常重要的工作。

參考文獻

[1]廖克儉，戴躍玲，叢玉鳳.石油化工分析[M].化學工業出版社，2005，175～189.

[2]李陽初，王耀斌.石油化學工程基礎[M].石油大學出版社，2004，8～11.

[3]常子恒.石油勘探開發技術[M]，石油工業出版社，2001，512～513.

[4]復旦大學.物理化學實驗[M]，人民教育出版社，1978年12月，24～29.

第3篇

關鍵詞：環氧乙烷 乙二醇 乙醛 脫醛

一、引言

環氧乙烷（EO）、乙二醇（EG）是石油化學工業的重要原料，EO除主要用于生產EG外，還大量用于生產非離子表面活性劑、乙二醇醚、乙醇胺、防腐涂料等多種化工產品。EG主要用于生產聚酯纖維、瓶用樹脂、薄膜、防凍劑和冷卻劑。近年來受國內聚酯產業高速增長的拉動[2]，乙二醇的消費量迅猛增長，但供需缺口仍然高企不下。

EO/EG主要用乙烯和氧氣直接氧化法生產，其中90%以上的世界總生產能力的生產技術由英荷殼牌（Shell）、美國科學設計（SD）及陶氏化學（Dow）三家公司所壟斷[2]。目前，環氧乙烷銀催化劑的主要供應商有CRI[3]、SD和DOW化學，此外，日本觸媒公司、三菱化學、ICI公司、BASF、Huels也提供少量商品催化劑。據統計，目前世界上60%的銀催化劑由CRI供應[4]，SD、DOW和日本觸媒公司分別占據10%、10%和5%的市場。

乙烯和氧氣在銀催化劑[5]的作用下生成環氧乙烷，同時生成副產物二氧化碳和水，以及微量的甲醛、乙醛、甲酸、乙酸等。其中甲醛、乙醛等醛類雖然生成量少，卻大大降低了環氧乙烷和乙二醇的產品質量，加劇了裝置的腐蝕。如何減少或脫除醛類雜質，對節能減耗、提高產品質量、增強企業競爭力有著關鍵性作用。

二、原則工藝流程

圖1 原則工藝流程

氧氣直接氧化法生產環氧乙烷，氧化反應在裝有銀催化劑的列管式固定床反應器中進行。反應生成的環氧乙烷經過吸收精餾系統產出環氧乙烷。脫除環氧乙烷的循環氣一部分進入脫碳系統中脫除二氧化碳，然后再次進入反應器循環反應。部分環氧乙烷和水在管式反應器中直接水合生成乙二醇，經四效蒸發脫水后，真空精餾分離得到各種高質量產品。

三、分析醛產生機理

1.乙烯氧化生成環氧乙烷的反應機理

乙烯氧化過程按照氧化程度可分為選擇氧化（部分氧化）和深度氧化（完全氧化）兩種情況。乙烯分子中的碳-碳雙鍵（C=C）具有突出的反應活性，在一定氧化條件下可實現碳-碳雙鍵的選擇氧化而生成環氧乙烷，但在通常氧化條件下，乙烯分子骨架很容易被破壞，發生深度氧化而生成二氧化碳和水。目前工業上乙烯直接氧化生成環氧乙烷的最佳催化劑是銀催化劑。

從上述反應式來看，由于環氧乙烷的化學性質活潑，結構極不穩定，尤其是催化劑末期，副反應增加，在高溫下（200℃）極易發生異構化反應生成乙醛。由于因為乙醛容易氧化生成乙酸，而環氧乙烷水溶液在酸性條件下極易生成醛類物質，另外由于酸性腐蝕生成的鐵離子也加速了這一反應的進行。在反應中如有堿金屬或堿土金屬存在時，將催化這一反應。

2.乙二醇產品空氣泄漏或者系統存在鐵離子

經研究發現，在有氧氣存在的條件下，乙二醇和二乙二醇氧化或者在Fe3O4催化作用下脫氫生成羥乙醛（CH2OHCHO）。茂名石化的EO/EG裝置采用Shell工藝，在2000年3月發現乙二醇產品中的醛含量逐漸上升，同年6月底醛含量超過了10mg/mL。分析乙二醇產品可能存在甲醛、乙醛或羥乙醛，甲醛、乙醛在氧化反應中產生，經過急冷吸收、環氧乙烷精制、三效蒸發，大部分已被脫除，在三效蒸發出口連續 10天采樣分析，醛含量都在1mg/mL以下，排除了氧化反應中產生甲醛、乙醛對產品質量的影響；對乙二醇脫水塔、精制塔、循環塔的進出口的醛含量進行物料衡算，尤其是精制塔差值較大，表明塔內不斷有產品生成羥乙醛。可見，乙二醇產品中的醛主要是羥乙醛，是由于真空系統泄漏造成 Fe3O4[6]生成而產生的。

四、降低副反應、減少醛類的優化操作

1.優化環氧乙烷反應系統操作

在環氧乙烷反應系統中，對反應器進行優化操作，主要是控制好反應溫度以及氯代烷烴的加入量，以提高催化劑的選擇性，減少副反應的發生。同時關注汽包液位變化控制好高壓汽包的產汽量與加入的鍋爐給水水量，保證汽水比，維持反應器液位，使反應不至預熱效果不好或者出現飛溫現象。

惰性球在乙烯環氧化過程中不完全惰性，馬繼永[7] 、代武軍[8]等人建議在反應器底部和頂部不裝填惰性球，直接使用彈簧固定催化劑。

2.改變環氧乙烷吸收解析系統堿加入途徑，嚴格控制環氧乙烷吸收系統的PH值

酸性環境下， 環氧乙烷水溶液極易大量生成醛類物質。因此，控制好注堿量， 將環氧乙烷解析塔塔釜的PH值控制在 7.5～ 8范圍內，既可減少醛類物質的生成，又可有效阻止酸性氣雜質進入后系統，從而保證產品質量。惠州中海殼牌乙二醇裝置的腐蝕研究發現在乙二醇反應器出口出現了有機酸和乙二醇酯，環氧乙烷貧吸收液中含有甲酸鈉，然而富吸收液中卻不包含這種物資。這樣看來在環氧乙烷吸收塔中所有的甲酸鈉被轉化為甲酸甲酯。

乙二醇和甲酸生產的酯慢慢水解自由酸和醇。水解產生的酸將消耗堿并導致一個低的PH值。原始的加堿方法不認為甲酸甲酯會對PH產生影響，盡管這種酯對蒸汽管線設備有更加嚴重的腐蝕。而且加入的堿更多的在環氧乙烷吸收塔中被循環氣中的CO2（濃度為1.6%mol）消耗，然后從解析塔中解析出來，NaOH與甲酸甲酯幾乎不反應，也就不能避免它被水解為酸。因此，改變加堿方式，由貧液改為加入富液，從而提高堿與甲酸甲酯和其他酸接觸的機會，這將是非常有效的。另外由于大部分CO2存在于環氧乙烷吸收塔，只有少部分在解析塔中分解，也使得加堿在富液中效果要好。

3.增設脫醛裝置

脫醛樹脂是強酸性大孔樹脂，有很強的陽離子脫除能力，對乙二醇中的微量鐵幾乎能夠全部脫除，使鐵離子濃度達到優品級要求脫醛過程對乙二醇產品其它指標沒有影響。并且穩定性很好。在乙二醇精制塔產品采出線增設脫醛裝置，再次脫除產品中的醛類。很多環氧乙烷/EG裝置在投用了脫醛床后，產品中的醛含量都有不同程度的下降。揚子石化公司烯烴廠和江陰有機化工廠合作開發了YJ -1 脫醛樹脂[9]，在裝置上進行側線試驗結果表明，YJ-1脫醛樹脂達到了國外同類產品的指標要求。

4.適當提高乙二醇精制塔靈敏板溫度

我們已經知道， MEG產品中醛的相對揮發度略高于乙二醇。根據精餾塔傳質過程原理，提高提餾段各點和靈敏板溫度，將有利于揮發度高的組分從塔頂脫除[10]。根據這一原理， 將靈敏板溫度逐漸提高， 同時調整回流量保證塔頂溫度，從而脫除更多的醛。另外，在保證真空度的前提下適當提高脫水塔頂冷后溫度，讓更多的醛解析出來，這都是非常有利的操作。

5.乙二醇濃縮段酸腐蝕問題

研究發現EG反應器出口存在甲酸甲酯，甲酸甲酯在高溫下容易水解生成酸，使得設備腐蝕嚴重，而腐蝕生成的鐵銹進一步加劇了乙二醇生成醛的過程。shell工藝上EG單元不存在加堿的，但是在正常生產后，由于酸腐蝕，檢修期間發現在P402泵內發現一層鐵屑存在，而通過檢查發現C402塔再沸器E405凝液出口管線已經被酸嚴重腐蝕，管壁減薄了很多。為此，我們測試了C401塔塔釜出口管線、C402塔再沸器E405出口凝液管線、C402塔塔釜出口管線、C403塔塔釜出口管線、C403塔塔頂出口管線、C403塔再沸器E406出口凝液管線的PH值。

表1 乙二醇濃縮段PH值大小

結果發現C402塔再沸器E405出口凝液管線處PH值最低，測試結果為5.1。

為此，在C402塔再沸器E405出口凝液管線上設置了加堿管線，并將相關管線換為不銹鋼管線。這樣就降低了EG反應器入口水溶液的PH值，減少了環氧乙烷在酸性環境下生產醛類的幾率。

另外由于0.3MPa的工藝蒸汽中由于存在醛、酸類等有機物，具有一定的酸腐蝕性。在循環水罐蒸汽出口設置了加氨水的管線，在一定程度上也使得0.3MPa的工藝蒸汽酸腐蝕能力減小，降低了裝置中產生的鐵離子。

6.降低乙二醇儲存時間

分子中存在C=C雙鍵或者羥基C=O官能團時，在200～400nm范圍的紫外光產生吸收。因此根據產品的UV值可以判斷產品中是否存在上述官能團的雜質。安俊軍[11]等在乙二醇產品中添加5×10-6、10×10-6、20×10-6、30×10-6的乙醛，產品的UV 值沒有明顯變化。當加入量達到50×10-6時，UV值開始明顯降低，認為乙醛含量小于20×10-6時，乙醛不是影響乙二醇產品UV值的主要因素。進一步實驗發現，MEG產品UV值下降時色譜峰上發現一種與其分子量接近的物質，直接影響220 nm的UV值。

表2 乙二醇樣品放置一段時間后的UV值

陳紅[12]的論文中指出，乙二醇樣品放置一段時間后在220nm、260nm 處的UV值不斷下降，尤其是220nm處UV值下降非常明顯，實驗數據見表2。在乙二醇樣品中分別加入乙醛和乙酸，證實羧酸及其衍生物的含量對220nm處的UV值有較大影響，實驗數據見表3、4。

表3 乙二醇樣品中加入乙醛后對UV值的影響

表4 乙二醇樣品中加入醋酸后對UV值的影響

可見乙二醇產品中的乙醛含量對220nm處的UV值無明顯影響，造成乙二醇產品在220 nm處UV值下降很可能是乙二醇氧化形成的醛和酸造成的。因此，減少乙二醇產品停留時間，對提高產品質量也是非常有利的。

五、結束語

環氧乙烷、乙二醇產品中存在的醛類雜質，嚴重影響產品的質量，降低了產品的競爭力。尤其是在EO/EG裝置競爭日益激烈的今天，采取一定的措施，脫除氧化反應以及裝置設備所產生雜質，使環氧乙烷、乙二醇產品的質量不斷提高，將會帶來更好的經濟效益。

參考文獻

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