烃类热裂解

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1、乙烯工业第八章烃类热裂解北京燕山乙烯装置内容简介国内乙烯工业简介§8.1热裂解过程的化学反应§8.2裂解过程的工艺参数和操作指标§8.3管式裂解炉及裂解工艺过程§8.4裂解气的预分馏及净化§8.5压缩和制冷系统§8.6裂解气的精馏分离系统§8.7乙烯工业的发展趋势乙烯工业现状与前景——乙烯产量常作为衡量一个国家基本有机化学工业的发展水平我国乙烯装置情况第一类70年代引进的规模30万吨以上的大型乙烯装置。共7套，包括燕山、大庆、齐鲁、扬子、上海2#、茂名乙烯、吉化2#装置；总能力312万吨/年，占全国乙烯总能力65.16%。第二类90年代建成的具有一定技术水平的规模20万吨以下的乙烯装置。

2、共有7套，包括天津、中原、北京东方、广州、盘锦、独山子、抚顺乙烯装置。第三类建设年代较早规模较小技术落后的15万吨以下的乙烯装置。共4套，包括吉化1#、上海1#、辽阳、兰州乙烯装置。2008年国内主要乙烯生产企业产能情况(单位:万吨/年)国内乙烯需求量预测2010年，我国乙烯产能达1323万吨/年，乙烯自给率将达到58%。近年国内新扩建乙烯项目(单位:万吨/年)乙烯下游消费结构动手查资料：了解中国现有乙烯装置有多少？生产能力和技术水平如何？福建炼油乙烯一体化合资项目新厂区裂解汽油热裂解预分馏（急冷）原料净化（脱酸、脱水、脱炔）分离精馏分离系统深冷压缩制冷系统三烯分离部分反应部分芳烃裂解气

3、热裂解工艺总流程化学反应反应规律、反应机理、热力学与动力学分析工艺参数和操作指标原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度工艺过程管式裂解炉热裂解反应部分的学习内容8.1热裂解过程的化学反应8.1.1烃类裂解反应规律裂解过程复杂，即使是单一组分裂解如下。石油烃裂解如下图：（3）环化反应（C5以上）CH3(CH2)4CH3+H28.1.1烃类裂解的反应规律1.烷烃的裂解反应CnH2n+CmH2m+2Cm+nH2(m+n)+2（1）断链反应CmH2m+H2CmH2m+2（2）脱氢反应310.9CH3CH(CH3)-CH(CH3)CH3364CH3-C(CH3)2H325.1CH3C

4、H2CH2-CH2CH2CH3376.6CH3CH2CH(CH3)H314.6H3C-C(CH3)3393.2CH3CH2CH2CH2-H341.8CH3CH2CH2-CH3384.9CH3-CH(CH3)H338.9CH3CH2-CH2CH3397.5CH3CH2CH2-H343.1CH3-CH2-CH3405.8CH3CH2-H346CH3-CH3426.8H3C-H键能kJ/mol碳碳键键能kJ/mol碳氢键各种键能比较同C正构烷烃断链比脱氢容易。碳链越长的烃分子愈易裂解.异构比正构烷烃更易裂解或脱氢.正构烷烃一次反应的ΔGθ和ΔHθ(1000K)趋向两端断裂，生成分子量较大的烯烃

5、。特点:是生产乙烯、丙烯的理想原料。特点:裂解所得乙烯、丙烯收率远较正构烷裂解所得收率低，而氢、甲烷、C4及C4以上烯烃收率较高。正构烷烃异构烷烃2.烯烃的裂解反应（1）断链反应CmH2m+CnH2nCm+nH2(m+n)（2）脱氢反应（3）歧化反应2.烯烃的裂解反应特点：除了大分子烯烃裂解能增加乙烯外，其余的反应都消耗乙烯，并结焦。（5）双烯合成反应（6）芳构化反应裂解反应包括：断链开环反应脱氢反应侧链断裂开环脱氢3.环烷烃的裂解反应裂解规律为：（1）长链环烷烃较无侧链的裂解时乙烯产率高。先在侧链中间断侧链再裂解。（2）脱氢成芳烃比开环容易。（3）五元环较六元环更难裂解。（4）环烷烃更

6、易于产生焦炭。3.环烷烃的裂解反应裂解产物组成：苯>丙烯、丁二烯>乙烯、丁烯>己二烯（1）在裂解条件下，芳环不开环。4.芳烃的裂解反应Ar-CkH2k+1+CmH2mArH+CnH2nAr-CnH2n+1（3）芳烃缩合，进一步生成焦的反应。（2）芳环侧链的断链或脱氢反应。++R31R4HRR2芳烃缩合反应特点：不宜做裂解原料各种烃在高温下不稳定900-1000℃以上乙烯经过乙炔中间阶段而生碳；500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。单环或少环芳烃典型的连串反应。多环芳烃稠环芳烃液体焦油固体沥青质焦5.裂解过程中结焦生碳反应Cn形成过程不同:烯烃经过炔烃中间阶段而生碳；经过芳烃中间阶段而结

7、焦。氢含量不同:碳几乎不含氢，焦含有微量氢（0.1-0.3％）。焦和碳的区别烷烃——正构烷烃最有利于乙烯、丙烯的生成；分子量愈小则烯烃总产率愈高。异构烷烃的烯烃总产率低于相同碳原子的正构烷烃，但随着分子量增大，差别减少；烯烃——大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯。烯烃还可脱氢生成炔烃、二烯烃进而生成芳烃；环烷烃——优先生成芳烃而非单烯烃。相对于烷烃，丁二烯、芳烃收率较高，乙烯收率较低；芳烃——芳环不易裂解，主要发生侧链的断链和脱氢反应，有结