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甲烷
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甲烷的用途

 1、甲烷的用途燃料  天然气的主要成分是甲烷,可直接用作气体燃料化工原料  甲烷气体高?#36335;?#35299;可得炭黑,用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等;氯仿和CCl4都是重要的溶剂。   甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。编辑本段对环?#36710;?#24433;响  健康危害   侵入途径:吸入。   健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、?#24067;?#22833;调。若不及时远离,可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷,可致?#25104;恕?  毒理学资料及环境行为   毒性:属微毒类。?#24066;?#27668;体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯性窒息作用,在高浓度时因缺氧窒息而引起中毒。空气中达到25~30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。   急性毒性:小鼠吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用;兔吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用。   危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触反应剧烈。   

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2、乙烯在常温下为无色、易燃烧、易爆炸气体,以它的生产为核心带动了基本有机化工原?#31995;?#29983;产,是用途最广泛的基本有机原料,可用于生产塑料、合成橡胶,也是乙烯多种衍生物的起始原料,其中生产聚乙烯、环氧乙烷、氯乙烯、苯乙烯是最主要的消费,约?#30002;?#20135;量的85%裂解的原料烃有气态和液态之分,气态的有?#20923;?#27668;、天然气的凝析液,液态的有汽油、煤油、柴油。原油在高温的裂解炉管内生成焦炭,不能长期运转,自今未能在工业应用。气态原料裂解温度高,乙烯收率高(可达85%),操作方便(裂解管不易结焦),但原料资源少,副产少。液态原料来源广泛,裂解温度低,收率?#31995;停?#20057;烯收率为25%   ~   30%),但副产物多,便于综合利用,生产中需定时清除炉管内的焦炭。我国以轻柴油为主要原料,美国以天然气为主,西欧、日本以轻汽油为主。为减少在炉管中生成焦炭,裂解原料中加入水蒸气。裂解炉有多?#20013;?#24335;,核心是放在炉膛内成排的炉管,采用专门的燃烧器向炉管供热。物料离开裂解炉的温度为850   ~   900℃。   炉管采用耐热合金钢制成。乙烯可由煤焦炉所产煤气中分离,也可由乙醇(酒精)脱水制取。自1923年开始采用裂解法后,上述两?#22336;?#27861;不断减少,目前只有少?#21487;?#20135;。烃类裂解也有多种具体实施方法,至今只有管式炉法独领风骚,占生产能力的99%以上,各公司开发的技术都有自己的特点。同是管式炉,也有不同的结构,   总体上看是大同小异。乙烯的生产示意流程?#25216;?#22270;3   -   1。原料经加热后进入裂解炉,产生的高温裂解气先入急冷锅炉快速降温(产生的高压水蒸气可带动压缩机),然后再用冷油和水降温,冷却后的气体进分离工序。以柴油原料获得的裂解气组成十分复杂,主要是乙烯,丙烯(合计占45%),其余为氢和甲烷(约10%),乙烷和丙烷(约10%),碳四馏分(约10%)以及碳五和以上馏分(约20%)。少量有害杂质为水、硫化氢、二氧化碳、乙炔等。通常采用加压低温精馏的方法分离乙烯及各种有用产物,具体工艺流程的安排与裂解气组成及产品纯度要求有关。分离提纯中安排有压缩(加压)、脱水、脱硫、脱炔等工序和多个精馏塔,分离后获得乙烯、丙烯(产?#22353;?#21407;料有关,以柴油为原料时,产量约为乙烯的40%),其余为氢   -   甲烷,乙烷、丙烷(重新裂解)、碳四馏分(另设装置加以回收利用)、裂解汽油(另设装置生产芳烃)。整个裂解分离过程需要材料、设备多,尤其是炉管、废热锅炉、大型压缩机、制冷设备、低温换热设备、大?#36884;?#39311;塔都需大量资金投入,而且技术密集,加上生产流程复杂,物料处理最大,整个生产装置形成了庞大的集群。   芳烃     芳烃指结构上含有苯环的烃。作为基本有机原料应用最多的是?#20581;?#20057;?#20581;?#23545;二甲苯,此外还有甲?#33014;?#37051;二甲?#20581;?#33459;烃的来源有:炼油厂重整装置;乙烯生产厂的裂解汽油;煤炼焦时副产。目前通过煤炼焦获得的芳烃已不占重要地位。不同来源获得的芳烃其组成不同,因此获得的芳烃数量也不相同。裂解汽油中?#33014;?#30002;苯多,二甲苯少;重整汽油是苯少,甲?#33014;?#20108;甲苯多。乙苯在这两种油中都少。这种资源与需求的矛盾促进了芳烃生产技术的发展。   乙苯是制苯乙烯的原料,苯乙烯是聚苯乙烯、丁苯橡胶(在合成橡胶中产量最大)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。甲苯资源较多,但应用较少,为弥补苯的不足,可由甲苯制?#20581;?#30446;前这一工?#27836;?#29992;很少,一是苯供应充足;二是技术上困难较多;三是经济上不够合理。还应指出,二甲苯有三种异构体:邻二甲?#20581;?#38388;二甲?#20581;?#23545;二甲?#20581;?#23545;二甲苯需求量最大,邻二甲苯居中,间二甲苯最小;供应量却是间二甲苯最大,邻二甲?#33014;?#23545;二甲苯相近。为满足要求(主要是生产涤纶),首先把对二甲苯分离出来(采用吸附法和低温结晶法),通过异构化反应,把间二甲苯转化成对二甲?#20581;?#27492;外把资源较多的甲苯(由7个碳原子组成)和应用较少的碳?#27431;?#28867;(由9个碳原子组成)进行反应,可制成?#21450;?#33459;烃(二甲苯的混合物)。芳烃的制取方法?#24471;鰨?#21482;有深入开展科学研究,掌握和利用规律,才能充分利用已有资源,满足人们日益增长的需求。   环氧乙烷和乙二醇的生产及应用     环氧乙烷是以乙烯为原料生产的产品,产量仅次于聚乙烯塑料,居第二位。它是低沸点(10.4℃)的易燃易爆气体(在空气中含3%   ~   100%   均可爆炸)。乙二醇是环氧乙烷与水的反应物,是最重的环氧乙烷衍生物。它是粘稠液体,沸点197.6℃,   有毒。除乙二醇外,环氧乙烷产量的10%   ~   20%   用于生产表面活性剂及其它多种化工原料。乙二醇的主要应用是制取涤纶纤维?#36884;?#37231;树脂,其次是用于汽车冷却系?#36710;目?#20923;剂(与水混合后,结冰温度可以降至-   70C)以及溶剂、润滑剂、增湿剂、炸药等。环氧乙烷与乙二醇通常安排在一个装置生产。环氧乙烷的生产几经变化,目前广泛采用的是在银催化剂存在下,用氧气直接氧化,反应温度为250   ~   290℃,反应压力为2兆帕。乙二醇的生产方法变化较小,都是采用环氧乙烷与大量水在150   ~   200℃,   2   ~   2.5   兆帕的条件下直接水合。   乙?#20581;?#33519;乙烯的生产及应用  乙苯是具有芳香味的可燃液体,沸点为136.2℃。炼油厂的重整装置和烃类裂解制乙烯是都有乙苯生成,但产?#24247;停?#20998;离提纯困难。通常都采用乙烯与苯反应合成乙?#20581;?#20057;苯绝大部分用于制苯乙烯。苯乙烯也是有芳香味的可燃液体,沸点145.2℃。苯乙烯极易聚合,除非立刻使用,否则需加入阻聚剂(如对苯二酚)。苯乙烯是重要的聚合物单体,主要用于生产聚苯乙烯塑料、丁苯橡胶,还可制造泡沫塑料,可与多种单体共同聚合,生产多种工程塑料以及?#20154;?#24615;弹性体,产品用途极为广泛。乙烯与?#33014;?#25104;乙苯时,催化剂可以用三氯化铝(液相法)、磷酸、硅藻土、三氟化硼-   三氧化二铝或分?#30001;福?#29260;号为ZSM   -   5)。使用ZSM   -   5   分?#30001;复?#21270;剂时,反应温度为370~425℃,1.4   ~   2.8兆帕,过程无腐蚀,也无污染。为维?#33267;?#32493;生产,采用两个反应器交替使用,以便催化剂除焦再生时不停产。乙苯脱氢制苯乙烯是当前的主要生产方法(产?#31354;?0%)。在催化剂(主要是铁的氧化物)存在下,反应温度为610   ~   660℃。   采用蒸馏法分离未反应乙?#33014;?#23569;量副产物.   丙烯腈的生产和应用  丙烯腈是无色有毒液体,沸点77.3℃。丙烯腈是合成纤维(腈纶)、合成橡胶(丁腈橡胶)、合成塑料(ABS)主要的单体,地位十分重要,还是生产多种有机化工原?#31995;?#21407;料。   由丙烯腈生产的丁腈橡胶可耐冷油和一些有机溶剂的侵泡。在第二次世界大战以?#23433;?#29992;环氧乙烷法。为满足战争需求,开发了乙炔法,原料费用下降。   1960年,开发了丙烯法,现已淘汰了乙炔法。采用丙烯、氨、空气一?#33014;?#25104;,合成丙烯腈被认为是基本有机原料合成方法的重大变革之一。该法具有原料来源丰富,不使用剧毒物(氢氰酸),反而生产氢氰酸(可就近加工成有机玻璃的原料)。生产丙烯腈时使用的催化剂由含磷、钼、铋、铁的氧化物组成,反应温度约为450℃.   合成树脂和塑料


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