基本有机化工原料

出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第720页（2476字）

(一)天然气及其加工产品

1．天然气的组成

天然气是埋藏在地下的可燃性气体。它主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷组成，并含有少量戊烷以上重组分。并含有二氧化碳、氮、硫化氢、氨等杂质。

2．天然气的利用

天然气的利用主要有两个方面：作燃料和化工原料。天然气的化工利用主要有三个途径：

(1)经转化先制成合成气(CO+H₂)或含氢很高的气体，然后进一步合成甲醇、高级醇、合成氨等。

(2)经部分氧化以制造乙炔，发展乙炔化学工业。

(3)直接用以生产各种化工产品。例如炭黑、氢氰酸铬和氯代甲烷、硝基甲烷、甲醇、甲醛等。

(二)石油及其加工产品

1．石油的组成

石油组成非常复杂，主要是由碳、氢两元素组成的各种烃类，有烷烃、环烷烃、芳香烃三种。根据其含烃类主要成分的不同，可以把石油分为三大类：烷基石油(石蜡基石油)、环烷基石油(沥青基石油)和混合基石油。我国所产的石油大多数属石蜡基石油。

2．石油加工

从地下开采出来经加工处理的石油称为原油。原油一般不直接利用，须经过加工，制成轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、重油(渣油)等。石油的主要用途是加工成各种石油产品。近年来随着基本有机化学工业的迅速发展和原料路线的变化，石油已成为重要的化工原料，深度加工制成烷烃、环烷烃和芳香烃系统多种化工产品。

(三)煤及其加工产品

1．煤的组成

煤是由有机物及无机物两部分组成。无机物主要是水分及矿物质；有机物主要是碳、氢、氧和少量的氮、硫、磷等元素构成。煤结构很复杂，是以芳香核结构为主，具有烷基侧链和含氧、氮、硫基团的高分子化合物。因此以煤作为原料可得到很多石油化工较难得到的产品：如萘、苯酚类、喹啉、吡啶、咔唑等。从煤碳生产大量的烯烃和烷烃制品以补充石油原料的不足。

长期以来煤主要作为燃料，这是不经济的。因此开展煤的综合利用，为化学和冶金工业提供有价值的原料，具有重要的经济意义。

2．煤的化学加工

1)煤的干馏

A．煤的高温干馏

煤粉在炼焦炉内隔绝空气加热到1000℃左右，煤发生焦化分解成气体产物与固体产物——焦炭。气体产物经处理后分别得到煤焦油、氨、粗苯和焦炉气。

煤焦油约占焦化产品4%左右，它的成分相当复杂，含有芳香烃和许多杂环化合物，种类很多，目前已经验明的约500种。最重要的成分是萘约占10%，其他还有苯、甲苯、二甲苯、酚、吡啶、蒽等都是有机合成工业的重要原料。

焦炉气分离后可得氢，作合成氨加氢原料。此外还可分出甲烷、乙烯。

B．煤的低温干馏

煤在500～600℃进行的干馏过程称为低温干馏。得到80%半焦，10%煤气和10%的焦油。低温焦油中除含有酚类外，不含芳香烃，它是脂肪类烷烃、烯烃和环烷烃组成的混合物。低温干馏的煤气产量是高温干馏煤气一半，但它的烃类含量要比高温焦炉气约高一倍以上。

2)煤的气化和液化

煤的气化是用氧或含氧化合物(如水蒸气、二氧化碳)通过高温煤层，使煤中有机物氧化，并转化为一氧化碳、氢等可燃性气体的过程。它是获得基本有机化学工业原料——氧化碳和氢(合成气)的重要途径。

煤经液化可得人造石油，进一步加工也可获得基本有机化学工业的原料。

3)煤与石灰熔融可得电石

工业电石是由生石灰与焦炭或无烟煤在电炉内于2200℃反应而制得。反应式如下：(kJ／mo1)

电石是生产乙炔的重要原料，其反应如下：

CaC₂+2H₂O=C₂H₂+Ca(OH)₂+138．138(kJ／mol)

乙炔主要用来合成乙醛、氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈等有机产品。

(四)农副产品的综合利用

在农产品加工过程中可得到大量副产品和农业废物。例如稻杆、棉杆、米糠、花生壳、玉米芯、甘蔗渣等为基本有机化学提供原料，这些农业副产物和废物都含有纤维素和半纤维素。纤维素是多缩己糖，半纤维素则含多缩己糖和多缩戊糖，多缩己糖水解后得到单糖，经发酵可制得酒精。

多缩戊糖不能用酵母菌来发酵，但可在酸性介质加热脱水而转化为糠醛。