化学工艺学第3篇 章烃类热裂解过程（三烯）.ppt

;石油二次加工过程，石油化工的基础 不用催化剂，将烃类加热到750-900℃发生热裂解 原料： 天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等 低分子烷烃（乙烷、丙烷） 产品： 三烯 （乙烯、丙烯、丁二烯） ; 乙烯分子具有双键，化学性质活泼 聚合反应生产聚乙烯 氧化反应生产环氧乙烷 氯化反应生产二氯乙烷 75% 的石油化工产品由乙烯生产 世界石化工业最重要的基础原料之一 ;乙烯产量标志着一个国家石油化学工业发展水平;世界10大乙烯生产国生产能力 ;裂解气;裂解 汽油;3.1 热裂解过程的化学反应; 脱氢反应 ： CnH2n+2 CnH2n+H2 （C—H键断裂 ） 断链反应 ： CnH2n+2 CmH2m+ CkH2k+2 m＋k=n ;相同烷烃断链比??氢容易 碳链越长越易裂解 断链是不可逆过程，脱氢是可逆过程 在分子两端断链的优势大 乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙烯 甲烷在一般裂解温度下不发生变化 主要产物： 氢、甲烷、乙烯、丙烯 特点: 生产乙烯、丙烯的理想原料;比正构烷烃容易裂解或脱氢 脱氢能力与分子结构有关 叔氢＞仲氢＞伯氢 随着碳原子数的增加，异构烷烃与正构烷烃裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小;主要产物：氢气、甲烷、乙烯、丙烯、C4烯烃 特点: 异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率远较正构烷裂解所得收率低，而氢气、甲烷、C4及C4以上烯烃收率较高;断链反应 在β位生成烯烃 无β位难裂解 脱氢反应 生成二烯烃和炔烃 岐化反应 生成不同烃分子（烷烃、烯烃、炔烃） 双烯合成反应 二烯烃与烯烃生成环烯烃，再脱氢生成芳烃 芳构化反应 C6以上烯烃脱氢生成芳烃 ; 主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯；环烯烃 特点： 烯烃在反应中生成 小分子烯烃的裂解是不希望发生的，需要控制;环烷烃裂解反应包括： 断链开环反应 脱氢反应 侧链断裂 开环脱氢;主要产物： 单环烷烃生成 乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成 C4以上烯烃、单环芳烃;侧链烷基断裂比开环容易 脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃 五环比六环烷烃难裂解 比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦;烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应 环烷基芳烃的脱氢和异构脱氢反应 芳烃缩合反应 产物：多环芳烃，结焦 特点：不宜做裂解原料;各种烃在高温下不稳定 900-1000℃以上经过炔烃中间阶段而生碳； 500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。 生碳结焦是典型的连串反应 单环或少环芳烃;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焦 氢含量不同:碳几乎不含氢，焦含有微量氢 （0.1-0.3％）;正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有结焦的倾向 正烷烃异烷烃环烷烃（六碳环五碳环）芳烃;3.1.2 烃类裂解的反应机理;链引发反应是自由基的产生过程 链增长反应是自由基的转变过程 链终止是自由基消亡生成分子的过程;链引发 断裂C---C键产生一对自由基 活化能高 链增长 自由基夺氢 自由基分解 活化能不大 链终止 两个自由基形成稳定分子的过程 活化能一般较低;自由基夺氢反应;自由基分解反应; 自由基分解为碳原子数较少的烯烃的反应活化能较小 自由基中带有未配对电子的碳原子，若所连的氢较少，就主要分解为氢自由基和同碳原子数的烯烃分子 链增长反应中生成的自由基，只要碳原子数大于3，还可继续发生分解反应;一次反应是指裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应 生成目的产物乙