乙烯生产工艺流程组织-烃类热裂解的生产工艺流程

项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.乙烯的重要性乙烯作为最简单的烯烃，是石油化工的重要基础原料，其在烯烃中的产量最大、用途最广、影响最为重要，而且乙烯的产量成为衡量一个国家和地区化学工业发展水平的标志之一。任务一烃类热裂解的生产工艺流程二.乙烯的主要用途任务一烃类热裂解的生产工艺流程三.乙烯的来源早期工业上采用乙醇脱水制乙烯的方法；目前，世界上99%左右的乙烯都是由烃类管式炉热裂解法生产的；近年来，我国新建的乙烯生产装置均采用管式炉热裂解生产技术。任务一烃类热裂解的生产工艺流程四.石油烃热裂解工艺石油烃热裂解是将石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烃类，以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等有机化工产品的化学过程。任务一烃类热裂解的生产工艺流程四.石油烃热裂解工艺石油二次加工过程，是石油化工的基础，不使用催化剂，将烃类加热到750-900℃发生热裂解的过程。原料：石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）；低分子烷烃（乙烷、丙烷）主要产品：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）；三苯（苯、甲苯、二甲苯）任务一烃类热裂解的生产工艺流程四.石油烃热裂解工艺总流程任务一烃类热裂解的生产工艺流程裂解汽油热裂解

预分馏（急冷）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四.石油烃热裂解工艺总流程原料→热裂解→裂解气预处理→裂解气分离→产品裂解——天然气或石油中烃类原料经一定的预加工后，进行高温裂解化学反应而获得裂解气的过程。分离——裂解的后续加工过程，其任务是将裂解气分离，生产出高纯度的乙烯、丙烯和其他烃类产品。任务一烃类热裂解的生产工艺流程项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解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任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理链引发：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

被夺走氢的容易顺序：伯氢>仲氢>叔氢

自由基分解反应是生成烯烃的反应链终止：两个自由基形成稳定分子的过程

活化能一般较低任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理1、自由基分解反应的规律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合同碳原子数的烯烃分子任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理1、自由基分解反应的规律链增长反应中生成的自由基碳原子数大于3，还可继续发生分解反应自由基分解反应直到生成氢自由基、甲基自由基为止任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理2、自由基反应举例（丙烷裂解）任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理2、自由基反应举例（丙烷裂解）任务一烃类热裂解的生产工艺流程一.石油烃热裂解反应机理2、自由基反应举例（丙烷裂解）任务一烃类热裂解的生产工艺流程二.石油烃热裂解反应特点1、反应复杂—已知道的反应过程有：脱氢、断链、二烯合成、异构化、脱氢环化、脱烷基、迭合、歧化、聚合、脱氢交联和焦化等；2、产物多样—裂解产物中已鉴别出的化合物多达数十种乃至百余种。任务一烃类热裂解的生产工艺流程二.石油烃热裂解反应特点烃类热裂解反应过程中的主要产物及其变化关系任务一烃类热裂解的生产工艺流程三.石油烃热裂解反应原理1、一次反应定义——即由原料烃类热裂解生成目的产物乙烯和丙烯的反应。原料烃的脱氢和断链反应种类——经过一次反应，生成氢、甲烷和低分子烯烃等。一次反应是生产的目的。任务一烃类热裂解的生产工艺流程三.石油烃热裂解反应原理2、二次反应定义：一次反应生产的乙烯、丙烯等低级烯烃进一步发生反应生产多种产物，甚至最后生成焦或炭的反应称为二次反应。二次反应的副作用：（1）浪费了原料；（2）降低了一次反应产物（乙烯、丙烯）的收率；（3）生成的焦或碳堵塞设备及管道，影响裂解操作的稳定。二次反应是我们不希望发生的副反应。任务一烃类热裂解的生产工艺流程项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程烃类裂解的反应规律正构烷烃裂解主要有脱氢和断链反应，C5以上还可能发生环化脱氢.脱氢反应是C-H键断裂的反应生成碳原子数相同的烃烯和H2

。通式:CnH2n+2=CnH2n+H2C5以上的正构烷烃可发生环化脱氢生成环烷烃。251、烷烃的裂解反应烷烃的裂解反应断链反应是C—C键断链的反应产物是碳原子数较少的烷烃和烯烃，CnH2n+2=CmH2m+CkH2k+2m+k=n裂解规律：1、断链比脱氢容易（同碳原子数的烷烃）；2、链长容易断；3、脱氢比断链吸热多；26裂解规律：4、断链自由焓有较大值不可逆，脱氢自由焓值很小的负值或正值，可逆过程；受化学平衡限制。5、C—C键断裂在分子两端的优势比在中央大，所得分子（小的是烷烃、大的是烯烃）随C链长，中央断裂可能性增强。6、乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙烯，甲烷不发生变化。27异构烷烃的裂解反应结构不同，裂解反应差异大，与正构烷烃相比有如下特点：1.C—C或C—H键的键能较低，易裂解或脱氢；2.脱氢顺序，叔碳氢＞仲碳氢＞伯碳氢；3.得乙、丙烯少，氢、甲烷，C4及C4以上烯烃多；4.C数上升，异、正构所得乙烯、丙烯收率的差异下降。28项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程2、烯烃的裂解反应石油烃类不含烯烃，来自干炼厂气、二次加工油和裂解产物，都可能进一步反应。烯烃发生的反应主要有以下几种：(1)断链：Cn+mH2(n+m)=CnH2n+CmH2m

双键β位置的C-C键比α位置的解离能低，易断裂，所以烯烃断键发生在β位，丙烯、异丁烯、2—丁烯、没有β位，难裂解31CH2=CH-CH2-CH2-CH3CH2=CH-CH3+CH2=CH2αβ烯烃的裂解反应（1）断链反应：

Cm+nH2(m+n)（2）脱H反应：

CmH2m+CnH2n32脱氢反应烯烃可以进一步脱氢生成二烯烃或炔烃:CH2=CH-CH2-CH3CH2=CH-CH=CH2+H2

丁烯丁二烯CH2=CH2CH≡CH+H2

乙烯乙炔（3）歧化反应，两个同分子烯烃生成不同的两个烃分子。

(4）双烯合成反应二烯烃与烯烃合成生成环烯烃，再脱氢生成芳烃。33（5）芳构化反应六个或更多碳原子的烯烃可以发生芳烃构化反应生成芳烃。项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程3环烷烃的裂解反应较链烷烃稳定，但在裂解条件下也会发生开环反应，脱氢反应后，并生成乙、丙、丁二烯、芳烃等。36环烷烃裂解反应其规律如下：(1)侧链烷基比烃环易断裂，长侧链从中部断，离环近不易开裂，带侧链比无侧链裂解得烯烃收率高。(2)环烷烃脱氢生成芳烃的反应优于开环生成烯烃的反应。(3)五碳环比六碳环的烷烃难于裂解。(4)环烷烃比链烃更易结焦。37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4

芳烃的裂解反应及反应规律1.侧链脱烷基：2.脱氢缩合：脱氢：403.芳烃缩合苯脱氢生成联苯；多环芳烃缩合成稠环芳烃；进一步生成焦的反应。项目五：生产工艺流程组织任务一烃类热裂解的生产工艺流程各种烃在高温下不稳定，都有分解成碳和氢的趋势（ΔGΘ为负数）生碳结焦是典型的连串反应单环或少环芳烃5裂解过程的结焦生碳反应多环芳烃稠环芳烃液体焦油固体沥青质焦炭形成过程不同:

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％）焦和碳的区别结焦生炭反应（1）烯烃经过炔烃中间阶段生碳

45（2）经过芳烃中间阶段而结焦生碳结焦的规律：（1）不同温度下，途径不同。900—1100℃主要通过生成乙炔的中间阶段而生成C，500—900℃主要通过生成芳烃的中间阶段结焦。（2）生碳结焦是典型的连串反应温度提高，时间长，不断放出H2

，C/H提高，分子量和密度增大。（3）时间延长单环和少环芳烃变为多环芳烃，变为稠环，变为液体焦油，变为固体沥青直至焦炭。466.各种烃的裂解规律正构烷烃最有利乙烯、丙烯的生成。分子量小，产量高。异构小于正构，但分子量增加差别变小。大分子烯烃裂解为乙、丙烯；也有可能脱氢生成炔烃