第二章烃类热裂解教程范本.ppt

第二章 烃类热裂解 ;一、裂解概述 1、定义 石油化工中，裂解---将石油系烃类原料(天然 气、油田气、炼厂气、轻油、柴油、重油)在隔绝 空气和高温下，使烃类发生碳链断裂和脱氢反应， 生成分子量较小的烯烃或炔烃、烷烃和其他分子量 不同的轻质、重质烃类的过程。;2、分类 裂解，据裂解条件 热裂解 ct裂解 加氢裂解 水蒸气裂解--最广泛,习惯 称为“裂解”。 ;3、裂解与裂化区别 共同点 均符合广义定义。 不同点 ①、T不同 T裂解 600℃ T裂化 600℃ ②、目的不同 裂解产物---乙烯、丙烯、乙炔，联产为 丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。 裂化产物---汽油等燃料产品。 ;二、为什么要裂解 天然气、油田气是以CH4为主的低级饱和烷烃。 而石油是由较大分子的饱和烃，如烷烃、环烷烃、 芳烃组成。 若这些大分子饱和烃，裂解为小分子不饱和烃， 并分别分离获取不同的小分子不饱和烃，则可以由 这些小分子不饱和烃，合成为分子大小不同乃至高 分子化工产品。 ＝＝＞ 即，先分解、后聚合。;为什么先分解，后聚合？ ①、物质结构看，烯烃、炔烃分子中有双，叁 键。比只含有单键的饱和烷烃分子有更强的反应活 性和选择性。可进行烷烃分子所不能进行的加成、 氧化、聚合等反应。从而制取各种化工产品，这是 物质本性决定的。 ②、乙烯、丙烯、乙炔为基础原料的生产领域， 已有雄厚的工业基础和丰硕的技术成果。;＝＝＞ 因此，乙烯、丙烯、乙炔作为基础原料，居领 先地位。其中，乙烯最重要，产量也最大，其产量 代表一个国家基本有机化学工业发展水平。; 几个国家的乙烯年产量表示在表1-1。;三、裂解生产发展情况 1、扩大原料 ①、早期使用油田气、炼厂气等。 其中富含甲烷的油田气裂解得不到乙烯，而是 乙炔；含烯烃较多的炼厂气，在裂解中容易结焦， 一般不宜直接作裂解原料，必须先分离烯烃后，才 可裂解。 ②、后来，主要用石脑油(即轻汽油)裂解。 ③、现在，扩大至轻柴油、重油。而且已经开始 研究原油的直接裂解。;2、装置大型化、自动化和企业联合化方向发展 ①、生产线： 70年 78年（70年代情况） 万吨/年 30 45 54 68 72.5 如今，大于100万吨/年的超大型装置也出现。 如，美国壳牌公司的鹿园厂，年产131.5万吨的乙 烯生产线已投产。;②、裂解乙烯收率，只有20～30%。 所以联产重油、乙烯、乙炔的方向发展。副产 品的综合利用，可以减少乙烯成本1/3还多。;3、向深度裂解方向发展,这样可以增大乙烯收率。 以前乙烯收率15%，目前28%。 ∵ 优制耐高温钢材研制成功，保证了高T、短 停留时间、低烃分压的裂解工艺条件 ＝＝＞ 实现 深度裂解。;第一节 热裂解过程的化学反应与反应机理 烃类热裂解反应很复杂,产物也很多。如图1-1 所示。;按反应先后顺序分： 一次反应：原料烃 目的产物，即C2H4、C3H6、 丁烯、异丁烯、戊烯等低级 烯烃和苯、甲苯、二甲苯等。 二次反应：一次反应产物，进一步反应生成多种产物 → 最后成为焦，碳。 显然， 一次反应需要； 二次反应则减少乙烯收率，且生成的焦、碳，堵 塞管道，影响操作稳定性。所以应该抑制。;一、烃类热裂解的一次反应 四个反应： ①、烷烃热裂解 ②、环烷烃热裂解 ③、芳香烃热裂解 ④、烯烃(石油中没有，但其加工 产品中可能有)热裂解。;（一）、烷烃热裂解 有两种情况： ①、脱氢反应（C─H 断裂） CnH2n+2 CnH2n + H2 ②、断链反应（C─C 断裂） Cm+nH2(m+n)+2 CmH2m + CnH2n+2; 烷