机械飞升：我在修仙界搞科技 第31章 八大塑料2

接下来是石油当中最丰富的中质石油加工工艺，姒启打算从里面获取润滑油、腈纶、锦纶、丙纶、氨纶、维纶，氯纶、芳纶、乙纶等塑料用品。

（接下来讲述的硬核石油工业，不喜欢的可以直接跳过以下流程。喜欢理工科的，可以看看。本章字数4200字，以弥补只看剧情的朋友。）

姒启从馏分塔中部，将中质石油底部剩下的常压油渣取出来，打算先用来制作润滑油，以替代蒸汽机和内燃机的润滑剂使用。

他将中质石油底部的常压渣油送入特制的另一个蒸汽机减压蒸馏塔，通过降低塔内压力，使渣油在较低温度下进一步汽化。在减压条件下，可蒸出减压馏分油，这些馏分油是生产润滑油的重要原料，塔底得到减压渣油。

姒启用化学溶剂糠醛、苯酚将减压馏分油与选定的溶剂按一定比例混合，在一定温度和压力下，使溶剂与油充分接触，非理想组分溶解于溶剂中，形成萃取相，而理想组分则大部分留在萃余相中。

然后通过分离萃取塔，将萃取相和萃余相分离，萃余相经过溶剂回收等处理后得到精制的润滑油基础油。

再将基础油中加入溶剂甲基乙基酮、甲苯等化学试剂，将混合物冷却至较低温度，将温度控制在-20c至-40c左右，使蜡结晶形成固体颗粒。接着通过过滤设备转鼓真空过滤机将蜡与油分离，滤液经过溶剂回收等处理后得到脱蜡后的润滑油基础油。

接下还有一个加氢精制工艺，这个工艺需要将脱蜡油的基础油与氢气混合后，进入加氢反应器，在300c-400c的温度下进行、姒启将压力设定在为14mpa左右，在催化剂的作用下进行加氢反应。

反应后的产物经过分离，除去未反应的氢气和生成的水等杂质，得到加氢精制后的润滑油基础油。

但是姒启只有少量的试验氢气，还是俘虏了一个雷电系的修仙者，通过电解水的方式获得了少量的实验用氢。而润滑油使用量大，为了节省氢气，所以可以暂时忽略这个工艺。在发电机制造出来后可以通过电解水的方式得到氢气，那时候再完善这个工艺。但是不加氢的润滑油的后果是缩短润滑油的使用寿命、低温流动性不佳，性能差一些，不过只需要增加加油频率，就足够现在的机械使用了。

最后是通过搅拌等方式使添加抗氧化剂、抗磨损剂、清净分散剂、防锈剂等，最后经过质量检测合格后，即可得到成品润滑油。

接下来是石油中的八大塑料中的其余七个。

前面姒启已经将聚酯纤维交给玛丽，那么就只剩下剩余七大塑料。

塑料在现代工业中是可塑性最强的材料之一，虽然在二十一世纪初期就根据使用场景，人类研究制作了近百种不同的塑料。但是都基于这八种塑料的工艺基础上进行改进调整的。

在未来二十一世纪中期，食品级别的塑料大多采用树脂或者生物可降解塑料，随着塑料工艺的发展，原料也不仅仅局限于石油。从树脂再到玉米木薯淀粉淀粉，华夏的材料科学家们将塑料玩到了世界的巅峰，不仅如此，在二十一世纪二十年代初期就经过发酵聚合工艺技术，研究出制成的可降解环保pLA塑料，这种塑料纤维用于手术缝合线，可以被人体吸收，减少患者拆线的痛苦。

总的来说，不是吹牛，塑料的伟大作用，无论是在民用军工还是航天探险建材装修医疗，都离不开塑造性极强的塑料。

姒启认为人类的科技树一共有两颗，一颗是更先进的能源，另一颗是更优质的材料。

光有清洁的能源是远远不够的，没有合适的材料，科学的梦想永远只是梦想。而塑料就是一棵巨大的科技树的一根分支，超强的多变性让它的存在成为人类工业发展不可替代的枝干。

因为篇幅问题，作者就大致讲解姒启如何在一战的工艺水平下，将丙纶、乙纶以及最简单的腈纶和锦纶四种塑料的制作出来。

丙纶的主要原料和聚酯纤维一样，也是石脑油；

首先在裂解炉中将石脑油的温度加热到800度左右，通过高温将石脑油“打碎成”乙烯和丙烯两种物质。

丙烯是用来制作丙纶的，而乙烯是用来制作乙纶的。

此刻乙烯和丙烯是混合在一起的，这时候需要将两者分离。姒启采用温差分离法，所知乙烯沸点是-103.7度，而丙烯的沸点是-47.6度，姒启通过冷却塔在冷却中控制温度，以此分离出乙烯和丙烯。

这时候丙烯和乙烯都是处于小分子状态，需要加入催化剂进行反应，使这些小分子能够“粘”在一起。

这个过程需要将丙烯加入再聚合反应器中，再加入催化剂四氯化钛和三乙基铝，在催化剂的作用下，丙烯分子会连接起来，形成聚丙烯颗粒。

当然如果没有催化剂，可以在1-10mpa的低压和60-100c的温度下使小分子排列粘合，只不过这种方式产生的丙纶的性能有所不同。

接着把催化剂从聚丙烯中分离出来。

聚丙烯颗粒是塑料丙纶的成品，我们需要把它加热到300度融化，然后像挤面条一样挤成细丝，这就是丙纶纤维。

而乙纶和丙纶的生产过程差不多，只不过两者是分开进行的。乙纶用的是乙烯作为原料进行粘合催化，而丙纶用的是丙烯。

最后是较为复杂的腈纶和腈纶，但是实际上原理和工艺流程是差不多的。

它们都是从石油中获取原料，然后处理后进行粘合催化反应后得到不同性能的塑料。

接着说腈纶合成与生产工艺流程的设计。

腈纶的原料也是丙烯，丙烯的获取就不再复述了。

姒启获得丙烯后，将丙烯与氨气在催化剂的作用下发生氨氧化反应来制取丙烯腈，这是生产腈纶的关键中间体。

常见的催化剂为钼铋系催化剂，反应通常在固定床反应器或流化床反应器中进行，反应温度一般在400-500c，反应压力为0.1-0.5mpa。反应后的产物经过冷却、吸收、精馏等工序，分离出丙烯腈，得到纯度较高的丙烯腈产品。

姒启忙完这里，又点燃了一锅旱烟，眯着眼思考着接下来将丙烯腈产品制作成聚丙烯腈的工艺流程。

花汐指着图纸上的“聚丙烯腈”说道：“为什么聚丙烯腈，聚乙烯，聚酯纤维，丙烯又要加工成聚丙烯？为什么都有一个聚字？”

姒启回过神，看向花汐，解释道：“如果把乙烯，丙烯……这些所有的塑料初代原材料在微观层面上，它们的分子就像一个个珍珠。而我们需要把这些珍珠用催化剂当作线将它们串联起来，变成美丽的珍珠项链，使它们更结实。所以只要带一个“聚”字的化学品，那么从微观分子层面上，它的分子结构就像一条有珠子的项链被黏连起来的。聚酯纤维，聚乙烯，聚丙烯类似都是如此，它们都是在催化剂和高温高压下串联起来的分子形态。”

姒启用通俗易懂的方式解释了半天，但是花汐还是感觉一知半解，他又继续解释道：“嗯……你看腈纶这个塑料中的“纶”，它其实与聚字是一样的，它也是表达它是有规律的排列的同类型的纤维分子结构。”

“我们可以简单理解为一个丙烯腈分子就是一个小珠子，而聚丙烯腈就是将这些珠子串成一条有不同颜色珠子的长项链。”

“而这个过程需要大量的化学试剂，首先是第二单体丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，第三单体如衣康酸、丙烯磺酸钠，这些单体试剂加入后会让丙烯腈份子游动。然后加入引发剂偶氮二异丁腈、过硫酸铵。这些试剂会给分子一个信号，让他们手拉手的连接起来，行成长长的链路。最后是稳定剂二甲基亚砜活着二甲基甲酰胺，他可以保证聚合反应在均相体系中进行……”

说到这里，他转过头看向花汐，发现她已经趴在桌上，睡着了……一阵凉风从窗外涌入，他苦笑摇摇头，将墙上一件崭新的白大褂取下给花汐披上。

吸完最后一口，他将烟锅中的烟灰抖了出来，随后揉揉肩膀看着眼前的偌大的反应釜，他招呼着工人上前。

最后是腈纶融合工艺，这个工艺需要一个耐高压低压腐蚀的反应釜。

在反应釜内通入氮气进行置换釜内的空气，再将反应釜的温度升高到设定的反应温度，一般在40-80c之间。依次加入丙烯腈、第二单体、第三单体和引发剂，在加入过程中，保持搅拌，使物料充分混合均匀。在聚合反应过程中，通过在线监测实时监测反应体系的粘度、转化率等参数，以了解反应的进行程度。当反应达到预期的转化率和分子量时，停止反应，腈纶就这样做出来了。

接下来是关于锦纶的生产流程；

中质石油要经过一系列的催化裂化以及加氢裂化工艺后，将重质的石油大分子转化为较小的烃类分子。在此过程中，会产生一些烯烃、芳烃等基础有机化工原料，其中就包括用于生产锦纶的重要原料环己烷、苯。

当然苯也可通过加氢反应生成环己烷，环己烷经过催化氧化反应，生成环己酮和环己醇的混合物，这一过程通常在一定的温度和压力条件用钴盐做催化剂下进行。然后环己酮经过肟化反应生成环己酮肟，一般是与羟胺反应来实现。环己酮肟在浓硫酸等催化剂作用下发生贝克曼重排反应，生成己内酰胺。

姒启将己内酰胺加入到聚合反应釜中，加入适量的水、引发剂等助剂。在250c高温和一定压力下，己内酰胺发生开环聚合反应，形成聚己内酰胺，即锦纶6。

姒启把己二酸和己二胺按照1:1溶解在水中，制成盐溶液。将溶液进行浓缩后，接着加入到聚合反应釜中，在高温240c和一定压力下进行缩聚反应，生成聚己二酰己二胺，也就是锦纶66。

完成这些一整套的流程规划后，又过去了一个月，但是聚酯纤维，腈纶，锦纶的生产可以极大提高青龙国的纺织业，让青龙国的服装达到近代工业初级水平。

最后是重质石油的提取生产了；

重质石油的主要产品是石油焦，石油焦是一种黑色或暗灰色坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。

它的主要工业用途是制作石墨电极棒，只要拥有了它，就可以在未来电力时代，用电来炼钢了！相对焦煤炼钢，这种方法更加省钱更环保。其次就是电解铝特别就需要这种材料，一般在炼钢厂生产纯铝时，石油焦是作为预焙阳极的主要原料。预焙阳极在电解槽中作为阳极，参与电化学反应，将氧化铝还原为铝。石油焦的质量直接影响预焙阳极的性能，进而影响铝的生产质量和效率。

而且有了石油焦，在生产高碳钢时，适量添加石油焦可以使钢的性能达到超乎想象的高硬度标准。

最后在建材行业石油焦还可以替代燃料生产煅烧水泥，而且它的发热量较高，能够提供水泥熟料煅烧所需的热量，降低生产成本。同时，石油焦燃烧后的灰分可以作为水泥的一部分原料，参与水泥的水化反应，提高水泥的性能。

最后是众所周知的碳纤维，在航空航天领域使用的高性能碳纤维，它的强度可以达到钢铁的数倍，但是重量却只有钢铁的四分之一左右。而碳纤维也是需要石油焦制作的，就连钓鱼佬梦寐以求的碳纤维鱼竿，碳纤维跑车的外壳，都离不开石油焦的影子。

生产石油焦有延迟焦化和流化焦化两种工艺，姒启选择延迟焦化工艺。

首先将减压渣油先进入加热炉的对流段，被预热后再进入辐射段，在辐射段内迅速升温至反应温度。加热炉提供了焦化反应所需的高温能量，使渣油分子发生裂解和聚合反应。

接着将加热后的渣油进入焦炭塔，在塔内停留24小时时间进行焦化反应。在这个过程中，渣油中的大分子烃类逐渐分解成小分子烃类气体和液体产物，同时发生缩合反应，生成焦炭沉积在焦炭塔底部。

最后当焦炭塔内的焦炭积累到一定高度后，切换到另一个焦炭塔继续进行焦化反应。对已充满焦炭的焦炭塔进行除焦操作，通常采用水力除焦的方法。利用高压水通过特制的钻头将焦炭破碎成小块，从焦炭塔底部排出。排出的焦炭经过脱水、筛选等处理后，就得到了石油焦产品。