石油加工热加工过程ppt课件.ppt

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1、第七章热加工过程8/31/20211石油加工工程热加工是指利用热的作用，使油料起化学反应达到加工目的的工艺方法。石油馏分及重、残油在高温下主要发生两类反应：裂解反应（吸热）缩合反应（放热）烃类的异构化反应和烯烃的叠合反应，在没有催化剂的条件下一般很少发生。渣油热转化所产石脑油已经是我国乙烯生产的重要原料来源，从而进一步促进了渣油热加工工艺的发展。8/31/20212石油加工工程①以减压馏分油为原料，生产汽油、柴油和燃料油的热裂化（thermalcracking）；②以减压渣油为原料，生产汽油、柴油、馏分油和焦炭的焦炭化（coking

2、）；③以常压重油或减压渣油为原料，生产以燃料油为主的减粘裂化（visbreaking）。渣油热加工过程的反应温度一般在400～550℃目前，焦炭化能力将近4000万吨/年，仍在继续增加受到青睐8/31/20213石油加工工程一、各种烃类的热反应1．烷烃烷烃的热反应主要有两类：C-C键断裂生成较小的烷烃和烯烃；C-H键断裂生成碳原子数不变的烯烃及氢上述两类反应都是强吸热反应，其反应行为与分子中各键能的大小有密切的关系第一节石油烃类的热反应8/31/20214石油加工工程8/31/20215石油加工工程烷烃的热分解反应遵循以下规律：C-

3、H键的键能大于C-C键的，因此C-C键更容易断裂；长链烷烃中，越靠近中间处，其C-C键能越小，也就越容易断裂；随着分子量的增大，烷烃中的C-C键及C-H键的键能都呈减小的趋势，也就是说分子的热稳定性随分子量的增大而逐渐减小；异构烷烃中的C-C键及C-H键的键能都小于正构烷烃，异构烷烃更容易断链和脱氢；烷烃分子中叔碳上的氢最容易脱除，其次是仲碳上的，而伯碳上的氢最难脱除8/31/20216石油加工工程2．环烷烃环烷烃的热反应主要是烷基侧链的断裂和环烷环的断裂，前者生成较小分子的烯烃或烷烃，后者生成较小分子的烯烃及二烯烃单环环烷烃的脱氢

4、反应须在600℃以上才能进行，但双环环烷烃在500℃左右就能进行脱氢反应，生成环烯烃8/31/20217石油加工工程3．芳香烃带烷基侧链的芳烃在受热条件下主要是发生断侧链或脱烷基反应脱氢缩合继续脱氢生成焦碳芳香环极为稳定，一般条件下芳环不会断裂，但在较高温度下会进行脱氢缩合反应，生成环数较多的芳烃，直至生成焦炭。烃类热反应生成的焦炭是H/C原子比很低的稠环芳烃，具有类石墨状结构。8/31/20218石油加工工程4．环烷芳香烃环烷芳香烃应按照环烷环和芳香环之间的连接方式不同而有所区别：中间断裂，环烯烃开环或脱氢生成芳烃1.环烷烃断裂2

5、.环烷烃脱氢3.缩合生成焦碳8/31/20219石油加工工程5．烯烃烯烃在低温、高压下，主要的反应是叠合反应当温度升高到400℃以上时，裂解反应开始变得重要，碳链断裂的位置一般在烯烃双键的β位置当温度超过600℃时，烯烃缩合成环烷烃、环烯烃和芳香烃的反应变得重要起来8/31/202110石油加工工程6．胶质和沥青质胶质、沥青质主要是多环、稠环化合物，分子中也多含有杂原子。它们是分子量分布范围很宽、环数及其稠合程度差别很大的复杂混合物。缩合程度不同的分子中也含有不同长度的侧链及环间的链桥；胶质及沥青质在热反应中，除经缩合反应生成焦炭外

6、，还会发生断侧链、断链桥等反应，生成较小的分子；对沥青质而言，在460℃、45分钟的条件下，已转化的原料中约3/4都转化为焦炭。8/31/202111石油加工工程烃类在加热的条件下，反应基本上可以分成裂解与缩合（包括叠合）两个方向烃类热反应是一个复杂的平行-顺序反应，随着反应时间的延长，一方面由于裂解反应，生成分子越来越小、沸点越来越低的烃类；另一方面由于缩合反应生成分子越来越大的稠环芳香烃关于烃类的热反应机理，目前一般都认为主要是自由基反应机理8/31/202112石油加工工程以C16烷烃为例可以看出遵循自由基机理反应的结果是：液

7、体产品中烯烃含量高，异构产物很少；气体产品中，C1、C2多8/31/202113石油加工工程二、渣油热反应的特点1.渣油的热反应比单体烃更明显地表现出平行-顺序反应的特征；汽油和中间馏分油的产率会出现最大值气体和焦炭随着反应深度的增大而单调的增大2.渣油热反应时容易生焦；除由于渣油含有较多的胶质和沥青质外，不同族烃类之间的相互作用也促进了生焦反应；3.渣油在热过程中可发生相分离渣油是一种胶体分散体系分散相：沥青质胶束分散介质：饱和份等指导生产8/31/202114石油加工工程8/31/202115石油加工工程渣油热反应产物分布随时间

8、的变化1-原料；2-中间馏分；3-汽油；4-裂化气；5-残油；6-焦炭8/31/202116石油加工工程饱和烃胶质喹啉不溶物苯不溶喹啉可溶物裂化产物断侧链脱氢断侧链脱氢裂化沥青质芳香烃焦炭缩聚缩合裂化缩聚缩聚缩聚第二相（液相）8/31