烃类热裂解end学习教案

会计学1烃类热裂解烃类热裂解(li ji)end第一页，共194页。烃类裂解烃类裂解(li ji)C4馏分馏分芳烃芳烃常减压精馏常减压精馏催化裂化催化裂化催化加氢催化加氢催化重整催化重整原油加工得到各原油加工得到各种油品的过程种油品的过程利用石油生产有利用石油生产有机化工原料产品机化工原料产品第2页/共194页第二页，共194页。第3页/共194页第三页，共194页。第4页/共194页第四页，共194页。n三烯三烯 （乙烯、丙烯、丁二（乙烯、丙烯、丁二烯）烯）n三苯三苯 （苯、甲苯、二甲苯）（苯、甲苯、二甲苯）第5页/共194页第五页，共194页。第6页/共194页第六页，共194页。第7页/共194页第七页，共194页。n单裂解炉生产单裂解炉生产(shngchn)能力由能力由20kt/a发展到发展到100-120kt/a,最大达最大达210kt/an中东、亚洲是新建、扩建裂解装中东、亚洲是新建、扩建裂解装置的重点地域置的重点地域第8页/共194页第八页，共194页。裂解裂解(li ji)汽油汽油热裂解热裂解(li ji) 预分馏预分馏(fnli)（急冷）急冷）原原 料料净化（脱酸、脱水、脱炔净化（脱酸、脱水、脱炔）分离分离 精馏分离系统精馏分离系统深冷深冷 压缩制冷系统压缩制冷系统三烯三烯分离部分分离部分反应部分反应部分芳烃芳烃裂解气裂解气第9页/共194页第九页，共194页。第10页/共194页第十页，共194页。第11页/共194页第十一页，共194页。第12页/共194页第十二页，共194页。l特点特点: 生产乙烯、丙烯的理生产乙烯、丙烯的理想原料想原料第13页/共194页第十三页，共194页。第14页/共194页第十四页，共194页。收率较高收率较高第15页/共194页第十五页，共194页。(shn chn)氢生成氢生成(shn chn)芳烃芳烃n芳构化反应芳构化反应 C6以上烯烃脱氢以上烯烃脱氢生成生成(shn chn)芳烃芳烃第16页/共194页第十六页，共194页。第17页/共194页第十七页，共194页。第18页/共194页第十八页，共194页。第19页/共194页第十九页，共194页。n比链烷烃更易于生成焦油，比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦产生结焦第20页/共194页第二十页，共194页。第21页/共194页第二十一页，共194页。 Ar-CkH2k+1+CmH2mArH+CnH2nAr-CnH2n+1Ar-CnH2n-1+H2第22页/共194页第二十二页，共194页。+ + +R 2 1R 4 HRR 2第23页/共194页第二十三页，共194页。n生碳结焦是典型的连串反应生碳结焦是典型的连串反应n单环或少环芳烃单环或少环芳烃多环芳烃多环芳烃稠环芳烃稠环芳烃液体液体(yt)焦油焦油固体沥青质固体沥青质焦炭焦炭第24页/共194页第二十四页，共194页。第25页/共194页第二十五页，共194页。正烷烃正烷烃异烷烃异烷烃环烷烃（六碳环环烷烃（六碳环五碳环）五碳环）芳烃芳烃第26页/共194页第二十六页，共194页。n链终止是自由基消亡链终止是自由基消亡(xiowng)生成分子的过生成分子的过程程第27页/共194页第二十七页，共194页。n链终止链终止n两个自由基形成稳定分子两个自由基形成稳定分子的过程的过程n活化能一般较低活化能一般较低第28页/共194页第二十八页，共194页。链传递(chund) CH3+ C2H6CH4C2H5 (自由基夺氢) 45.1 C2H5 C2H4H （自由基分解) E3 170.7 H+ C2H6H2C2H5 E4 29.3第29页/共194页第二十九页，共194页。(tudun)是正确的。第30页/共194页第三十页，共194页。第31页/共194页第三十一页，共194页。83HC3HCH正丙基自由基正丙基自由基352HCHC52HCHHC42途径途径(tjng)A：第32页/共194页第三十二页，共194页。73HCn途径途径(tjng)B：生成的正丙基自由基进一步分解生成的正丙基自由基进一步分解(fnji)为乙烯分子和甲基自由基：为乙烯分子和甲基自由基：342HCHC反应结果是：反应结果是：83HC442CHHC83HC263HHC第33页/共194页第三十三页，共194页。4 .367 .1216)()(仲氢原子反应相对速度丙烷中仲氢原子数伯氢原子反应相对速度丙烷中伯氢原子数生成丙烯裂解丙烷按途径生成乙烯裂解丙烷按途径BA丙烷初始裂解所得产物为：氢气、乙烷、乙烯、丙烷初始裂解所得产物为：氢气、乙烷、乙烯、丙烯，与反应机理丙烯，与反应机理(j l)相符。相符。第34页/共194页第三十四页，共194页。第35页/共194页第三十五页，共194页。第36页/共194页第三十六页，共194页。原料产物）（fftptHHHQ)(2121ttpttdtCHH原料产物)()(ppPCCC 裂解裂解(li ji)反应反应的热效应的热效应: 强吸热强吸热过程过程第37页/共194页第三十七页，共194页。应（计算公式应（计算公式P95)第38页/共194页第三十八页，共194页。裂解反应系统裂解反应系统(xtng)的化学平衡的化学平衡乙烷乙烷(y wn)裂解过程主要由以下四个反应组成裂解过程主要由以下四个反应组成:242K62HHCHCp1 442K62CHHC21HCp1a 222K42HHCHCp2 2K22H2CHCp3 化学平衡常数化学平衡常数Kp可由标准生成自由可由标准生成自由焓焓 G0计算，也可计算，也可由反应的自由焓由反应的自由焓 函数计算函数计算(p9697)第39页/共194页第三十九页，共194页。 尽可能短的停留时间，以获得尽可能短的停留时间，以获得(hud)尽尽可能多的烯烃。可能多的烯烃。第40页/共194页第四十页，共194页。第41页/共194页第四十一页，共194页。kCdtdCCCtkdtCdC00CClnkt0)1 (1ln)1 (ln00 xxCCkt第42页/共194页第四十二页，共194页。RTEAek/第43页/共194页第四十三页，共194页。05. 1lg51. 1lg5iiNkkXakk10第44页/共194页第四十四页，共194页。第45页/共194页第四十五页，共194页。第46页/共194页第四十六页，共194页。第47页/共194页第四十七页，共194页。烷烃烷烃P (paraffin)烯烃烯烃(xtng)O (olefin)环烷烃环烷烃N (naphthene)芳烃芳烃A (aromatics)第48页/共194页第四十八页，共194页。第49页/共194页第四十九页，共194页。第50页/共194页第五十页，共194页。第51页/共194页第五十一页，共194页。10012)(2HCHHHCHC12/第52页/共194页第五十二页，共194页。为为12.514.5。第53页/共194页第五十三页，共194页。第54页/共194页第五十四页，共194页。6 .156 .153/ 1)(216. 1dTKB313/ 1)(niiiBTVT第55页/共194页第五十五页，共194页。第56页/共194页第五十六页，共194页。8 .456473486406 .156 .15dTBMCIV第57页/共194页第五十七页，共194页。第58页/共194页第五十八页，共194页。几种烃原料的裂解结果几种烃原料的裂解结果(ji gu)比较比较第59页/共194页第五十九页，共194页。第60页/共194页第六十页，共194页。第61页/共194页第六十一页，共194页。第62页/共194页第六十二页，共194页。uu提高温度提高温度(wnd)对生成烯烃对生成烯烃有利有利第63页/共194页第六十三页，共194页。第64页/共194页第六十四页，共194页。度，提高乙烯度，提高乙烯(y x)收率。收率。(k1/k2)第65页/共194页第六十五页，共194页。n:VLSVVtRBRvVAVdVt0VVtVRA第66页/共194页第六十六页，共194页。n短停留时间对生成烯烃有利短停留时间对生成烯烃有利第67页/共194页第六十七页，共194页。第68页/共194页第六十八页，共194页。第69页/共194页第六十九页，共194页。第70页/共194页第七十页，共194页。要。要。对于给定原料，相同裂解深度对于给定原料，相同裂解深度(shnd)时，提高温度，缩短停留时，提高温度，缩短停留时间的效应时间的效应第71页/共194页第七十一页，共194页。热通量增加，热强度增大，管热通量增加，热强度增大，管壁壁(un b)温度进一步上升。温度进一步上升。第72页/共194页第七十二页，共194页。PnxKPKPnPKTx ln第73页/共194页第七十三页，共194页。n过程过程第74页/共194页第七十四页，共194页。Ckr裂裂nCkr聚聚BACCkr缩缩烃类聚合和缩合烃类聚合和缩合(suh)的二次反应多是高于一级的二次反应多是高于一级的反应的反应一次反应一次反应(fnyng)(fnyng)多是一级多是一级反应反应(fnyng) (fnyng) 第75页/共194页第七十五页，共194页。提高一次反应选择性提高一次反应选择性第76页/共194页第七十六页，共194页。第77页/共194页第七十七页，共194页。耗耗第78页/共194页第七十八页，共194页。稀释稀释(xsh)比？比？第79页/共194页第七十九页，共194页。第80页/共194页第八十页，共194页。第81页/共194页第八十一页，共194页。函数函数裂解原料性质的函数裂解原料性质的函数xkdt11ln第82页/共194页第八十二页，共194页。 式中：式中： 正戊烷裂解反应正戊烷裂解反应(fnyng)的反应的反应(fnyng)速度常数速度常数 正戊烷裂解反应正戊烷裂解反应(fnyng)的频率因子的频率因子 正戊烷裂解反应正戊烷裂解反应(fnyng)的活化能的活化能dRTEAdkKSF 555exp5k5A5E第83页/共194页第八十三页，共194页。05dkKSF)1ln(11ln555XXkKSF)exp(15KSFX对于对于(duy)等温反等温反应：应：第84页/共194页第八十四页，共194页。TTkkdKSFoutTTCBklnToutTCBKSFlnln以炉出口温度以炉出口温度(wnd) Tout为参考温度为参考温度(wnd)，在此，在此温度温度(wnd)下的反应速度常数为下的反应速度常数为 kT，则可定义一个，则可定义一个当量停留时间当量停留时间 T第85页/共194页第八十五页，共194页。n 1.7 处丙烯、丁烯含处丙烯、丁烯含量量(hnling)出现峰值出现峰值nKSF2.2 深度裂解深度裂解区区n一次反应已停止一次反应已停止n乙烯峰值在乙烯峰值在 2.56.5第86页/共194页第八十六页，共194页。第87页/共194页第八十七页，共194页。第88页/共194页第八十八页，共194页。第89页/共194页第八十九页，共194页。供热方式供热方式(fngsh) (fngsh) 裂解设备裂解设备裂解装置的性能和技术水平裂解装置的性能和技术水平第90页/共194页第九十页，共194页。第91页/共194页第九十一页，共194页。n回收手段回收手段第92页/共194页第九十二页，共194页。第93页/共194页第九十三页，共194页。第94页/共194页第九十四页，共194页。第95页/共194页第九十五页，共194页。第96页/共194页第九十六页，共194页。第97页/共194页第九十七页，共194页。传热强度量增加传热强度量增加n变径变径缓解管内压力缓解管内压力的增加的增加n HK-40 HP-40 提高热强度提高热强度第98页/共194页第九十八页，共194页。n不变径与变径反应管的比较不变径与变径反应管的比较表表2-22第99页/共194页第九十九页，共194页。第100页/共194页第一百页，共194页。第101页/共194页第一百零一页，共194页。第102页/共194页第一百零二页，共194页。第103页/共194页第一百零三页，共194页。第104页/共194页第一百零四页，共194页。n直径较小的单程直径较小的单程直管直管n混合管裂解炉混合管裂解炉(LSCC)n单双排混合型变单双排混合型变径炉管径炉管第105页/共194页第一百零五页，共194页。第106页/共194页第一百零六页，共194页。第107页/共194页第一百零七页，共194页。继续继续(jx)回收裂解气低回收裂解气低能位热量能位热量第108页/共194页第一百零八页，共194页。急冷水用于分离系急冷水用于分离系统统(xtng)的工艺加热的工艺加热第109页/共194页第一百零九页，共194页。第110页/共194页第一百一十页，共194页。能力能力nn一般工业上采用间接急冷一般工业上采用间接急冷第111页/共194页第一百一十一页，共194页。第112页/共194页第一百一十二页，共194页。第113页/共194页第一百一十三页，共194页。露点左右露点左右第114页/共194页第一百一十四页，共194页。p急冷换热器出口温度急冷换热器出口温度(wnd)p T出出 = 0.56TB + 第115页/共194页第一百一十五页，共194页。第116页/共194页第一百一十六页，共194页。n裂解产物中乙烯裂解产物中乙烯(y x)的的含量下降含量下降第117页/共194页第一百一十七页，共194页。第118页/共194页第一百一十八页，共194页。u作用作用第119页/共194页第一百一十九页，共194页。0.2%0.5%清焦结束第120页/共194页第一百二十页，共194页。急冷水急冷水(lngshu)原料原料(yunlio)裂解气裂解气裂解裂解(li ji)汽油汽油8080090020020040裂解炉裂解炉废热锅炉废热锅炉水洗塔水洗塔油水分离器油水分离器稀释蒸汽发生器稀释蒸汽发生器冷却冷却第121页/共194页第一百二十一页，共194页。9501050220200100110180200第122页/共194页第一百二十二页，共194页。第123页/共194页第一百二十三页，共194页。第124页/共194页第一百二十四页，共194页。第125页/共194页第一百二十五页，共194页。n和和CO2 n当裂解炉中有氧进入时，氧当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成与烃类反应生成CO2 第126页/共194页第一百二十六页，共194页。干冰堵塞干冰堵塞(ds)管道管道催化剂中毒催化剂中毒产品达不到规定产品达不到规定聚合等过程催化剂中毒聚合等过程催化剂中毒第127页/共194页第一百二十七页，共194页。CO2+2NaOH Na2CO2+H2O H2S+2NaOH Na2S+2H2O第128页/共194页第一百二十八页，共194页。第129页/共194页第一百二十九页，共194页。除酸彻底除酸彻底(chd)优点优点(yudin)吸收剂可再生适用酸含量高缺点缺点碱洗法碱洗法碱不可再生消耗大适于酸含量低黄油问题废水处理量大乙醇胺法乙醇胺法设备要求高吸收双烯烃再生易聚合第130页/共194页第一百三十页，共194页。第131页/共194页第一百三十一页，共194页。第132页/共194页第一百三十二页，共194页。n吸附干燥吸附干燥n吸附剂：吸附剂：3A分子筛分子筛第133页/共194页第一百三十三页，共194页。第134页/共194页第一百三十四页，共194页。第135页/共194页第一百三十五页，共194页。第136页/共194页第一百三十六页，共194页。C2H2+2H2 C2H6+ H2 C2H4+H2 C2H6+（ H2 H1）mC2H2+nH2 低聚物（绿油）低聚物（绿油）C2H2+H2 C2H4+ H1 K1主反应主反应(fnyng)：副反应：副反应：K2第137页/共194页第一百三十七页，共194页。n特点：温度易控，不易飞温特点：温度易控，不易飞温第138页/共194页第一百三十八页，共194页。第139页/共194页第一百三十九页，共194页。第140页/共194页第一百四十页，共194页。第141页/共194页第一百四十一页，共194页。第142页/共194页第一百四十二页，共194页。第143页/共194页第一百四十三页，共194页。第144页/共194页第一百四十四页，共194页。第145页/共194页第一百四十五页，共194页。第146页/共194页第一百四十六页，共194页。第147页/共194页第一百四十七页，共194页。第148页/共194页第一百四十八页，共194页。第149页/共194页第一百四十九页，共194页。第150页/共194页第一百五十页，共194页。第151页/共194页第一百五十一页，共194页。第152页/共194页第一百五十二页，共194页。第153页/共194页第一百五十三页，共194页。第154页/共194页第一百五十四页，共194页。第155页/共194页第一百五十五页，共194页。第156页/共194页第一百五十六页，共194页。 聚合级乙烯聚合级乙烯 乙烯含量（乙烯含量（mol百分比）达到百分比）达到99.9以以上上 甲烷和乙烷：甲烷和乙烷：1000ppm以下以下(yxi) 丙稀：丙稀：250ppm以下以下(yxi) 杂质：杂质：10ppm以下以下(yxi) 聚合级丙稀：聚合级丙稀： 丙稀（丙稀（mol百分含量）百分含量）99.9以上以上 丙烷：丙烷：5000ppm以下以下(yxi) 乙烯：乙烯：50ppm以下以下(yxi) CO，CO2：5ppm以下以下(yxi) S，O：1ppm以下以下(yxi)第157页/共194页第一百五十七页，共194页。第158页/共194页第一百五十八页，共194页。n前加氢前加氢脱乙炔塔在脱甲烷塔脱乙炔塔在脱甲烷塔前前n后加氢后加氢脱乙炔塔在脱甲烷塔脱乙炔塔在脱甲烷塔后后第159页/共194页第一百五十九页，共194页。u再分离同碳原子数的烷烃再分离同碳原子数的烷烃和烯烃和烯烃第160页/共194页第一百六十页，共194页。第161页/共194页第一百六十一页，共194页。第162页/共194页第一百六十二页，共194页。第163页/共194页第一百六十三页，共194页。第164页/共194页第一百六十四页，共194页。第165页/共194页第一百六十五页，共194页。100112.0242.224.472.259.8897.000.066107.5040.2840.40压缩压缩(y su)脱甲烷脱甲烷(ji wn)塔塔脱乙烷塔脱乙烷塔乙烯塔乙烯塔冷箱冷箱第166页/共194页第一百六十六页，共194页。52%26%乙烯乙烯(y x)塔塔脱乙烷塔脱乙烷塔其余其余(qy)塔塔脱甲烷塔脱甲烷塔第167页/共194页第一百六十七页，共194页。第168页/共194页第一百六十八页，共194页。耗耗 表表2-15第169页/共194页第一百六十九页，共194页。第170页/共194页第一百七十页，共194页。第171页/共194页第一百七十一页，共194页。比比p需塔顶操作需塔顶操作T第172页/共194页第一百七十二页，共194页。馏分。此时裂解气是经塔精馏馏分。此时裂解气是经塔精馏后才脱氢故亦称后脱氢工艺后才脱氢故亦称后脱氢工艺第173页/共194页第一百七十三页，共194页。第174页/共194页第一百七十四页，共194页。第175页/共194页第一百七十五页，共194页。第176页/共194页第一百七十六页，共194页。的冷的冷量 ， 可 节 省 能 量 消 耗 。量 ， 可 节 省 能 量 消 耗 。第177页/共194页第一百七十七页，共194页。第178页/共194页第一百七十八页，共194页。第179页/共194页第一百七十九页，共194页。第180页/共194页第一百八十页，共194页。第181页/共194页第一百八十一页，共194页。第182页/共194页第一百八十二页，共194页。第183页/共194页第一百八十三页，共194页。第184页/共194页第一百八十四页，共194页。第185页/共194页第一百八十五页，共194页。第186页/共194页第一百八十六页，共194页。第187页/共194页第一百八十七页，共194页。第188页/共194页第一百八十八页，共194页。韩国汉城韩国汉城(hn chn)LG石化公司开发的石石化公司开发的石脑油催化裂解工艺乙烯、丙烯收率分别提高脑油催化裂解工艺乙烯、丙烯收率分别提高20%，10%，裂解温度低，已在进行工业化，裂解温度低，已在进行工业化第189页/共194页第一百八十九页，共194页。第190页/共194页第一百九十页，共194页。第191页/共194页第一百九十一页，共194页。第192页/共194页第一百九十二页，共194页。第193页/共194页第一百九十三页，共194页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第194页/共194页第一百九十四页，共194页。