化工工艺学课件乙烯

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1、乙烯工业《化工工艺学》第二章烃类热裂解北京燕山乙烯装置1第二章烃类热烈解（乙烯的生产）内容简介国内外乙烯工业简介第一节：热裂解原理第二节：烃类管式炉裂解生产乙烯第三节：裂解气的净化与分离第四节：深冷分离流程第五节：生产乙烯的其它方法第六节：乙炔的生产2第二章烃类热烈解（乙烯的生产）乙烯工业现状与前景展望2004年,我国乙烯生产能力达到了606万吨,乙烯产量626.49万吨,较2003年约增长了2.4%。到2005年底,我国乙烯产能将达到888万吨,2010年将超过1600万吨。中国乙烯装置现状世界十大乙烯生产国与世界供需预测2004年中国乙烯生产能力及产量

2、表；需求量预测中国乙烯生产装置改扩建计划表中国乙烯在建及拟建项目表乙烯下游产品消费结构乙烯工业发展对策3第二章烃类热烈解（乙烯的生产）第一节：热裂解原理乙烯性质、用途、生产方法*乙烯产品标准*烃类（乙烷、石脑油、轻柴油等）乙烯、丙烯。反应类型：脱氢、断链、异构化、叠合，焦化。一次反应：由烃类裂解生成乙烯和丙烯的反应。（有利）二次反应：乙烯、丙烯继续反应生成炔烃、二烯烃、芳烃直至生成焦或碳的反应。（不利）断链，脱氢高T4第二章烃类热烈解（乙烯的生产）一、烃类热裂解的一次反应烃类热裂解的一次反应包括：烷烃热裂解的一次反应；烯烃热裂解的一次反应；环烷烃热裂解的一

3、次反应；芳烃裂解5第二章烃类热烈解（乙烯的生产）1、烷烃热裂解的一次反应（1）断链反应：Cm+nH2(m+n)+2（2）脱氢反应：CmH2m+2（3）裂解规律：A、断链脱氢反应皆是吸热反应，需提供大量的热。B、EC－H>EC－CC、断链反应：多C，C－C中间断裂；中C，趋向两端断裂；同C时，异烷比正烷易裂解。D、带支链烷烃：主、支很长，同直链烷；主支较短，断支链CnH2n+CmH2m+2CmH2m+H26第二章烃类热烈解（乙烯的生产）2、烯烃热裂解的一次反应（1）断链反应：Cm+nH2(m+n)（2）脱H反应：例：（3）歧化反应：例：CmH2m+CnH2n

4、7第二章烃类热烈解（乙烯的生产）3、环烷烃热裂解的一次反应环烷烃裂解生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃等：裂解规律为：（1）带短侧链时，先断侧链再裂解；（2）带长侧链，先在侧链是间断裂；（3）侧链断裂产物，可烯、可烷；（4）脱氢成芳烃比开环容易；（5）V六元环>V五元环。8第二章烃类热烈解（乙烯的生产）4、芳烃裂解：芳环不断裂断侧链生成苯、甲苯、二甲苯苯脱氢生成联苯；多环芳烃缩合成稠环芳烃；进一步生成焦的反应。9第二章烃类热烈解（乙烯的生产）5、小结(烃类裂解的一次反应)：正构烷烃是生产乙烯、丙烯的理想原料，且碳原子数愈少，收率愈高。各种烃类裂解难易顺序为：正烷

5、>异烷>环烷（C6>C5)>芳烃10第二章烃类热烈解（乙烯的生产）二、烃类裂解的二次反应：1、较大烯烃进一步裂解[C5;C4]2、烯烃±H23、烯烃聚合、环化、缩合4、烯烃分解生成C*结焦和生C机理不同：1）结焦是在较低T下（<1200K）芳烃缩合而成；2）生C是在高T（>1200K）生成乙炔中间体，再脱氢最终成C。11第二章烃类热烈解（乙烯的生产）三、热裂解机理及动力学（一）乙烷裂解EC－H＝346KJ/mol;EC－C＝406KJ/mol;EC－C＞EC－H故推断乙烷裂解按自由基反应机理进行。乙烷裂解的三个阶段*链引发：*链传递：C2H6*链终止：与实

6、测活化能263.6-293.7接近，证明对乙烷裂解机理之推断是正确的。以上导出乙烷裂解反应活化能为：12第二章烃类热烈解（乙烯的生产）（二）高级烷烃裂解机理复杂，链传递途径多，大分子自由基不稳定，易分解，产物复杂。戊烷裂解：可产生三种自由基（），裂解符合β位断裂规律。C-C-C-C-CC-C-C-C-CC-C-C-C-C13第二章烃类热烈解（乙烯的生产）（三）反应动力学一次反应为一级反应：•当浓度由，时间由0→T，对上式积分得•以转化率a(x)表示时，代入上式得：(Ⅰ)lgkT=lgA-E/2.303RT(Ⅱ)故由式Ⅰ、Ⅱ和表1-5、图1-2即可求出已知T

7、、t、av下的转化率x。14第二章烃类热烈解（乙烯的生产）第二节：烃类管式炉裂解生产乙烯★基本特征：高温、快速、急冷。这就要求裂解装置在短时间内迅速供给大量热量，并达到裂解所需最高温度和解决高温裂解气的急冷。关键是应采用合适的裂解方法和选择先进的裂解设备。裂解方法直接传热裂解法间接传热裂解法固体热载体法（砂子炉、蓄热炉）液体热载体法（熔盐）气体热载体法（包括过热水蒸汽、氧化裂解、火焰热载体法）：管式炉裂解★管式炉裂解主要过程：原料烃热裂解预处理分离产品：乙烯丙烯等裂解气15第二章烃类热烈解（乙烯的生产）一、原料烃组成对裂解结果的影响（一）族组成（二）原料含

8、氢量（三）芳烃指数（四）特性因素（五）几种原料裂解结果比较16第二