1、授課教師授課教師: :邸凱邸凱第五章第五章 化工工藝學化工工藝學石油烴熱裂解與石油烴熱裂解與裂解氣的分離裂解氣的分離化化 學學 工工 程程 基基 礎礎 裂解氣的分離裂解氣的分離2烴的熱裂解烴的熱裂解3 1化化 學學 工工 程程 基基 礎礎一、石油烴的熱裂解定義： 高溫下使石油餾分中的烴類發生碳鏈的斷裂反應或脫氫反應生成低級烯烴的過程。原料：（一）裂解過程中的化學反應：脫氫、斷鏈、二烯合成、異構化、脫氫環化、脫烷基、疊合、歧化、聚合、脫氫交聯、焦化一次反應： 由原料烴經裂解生成乙烯丙烯的反應。二次反應：一次反應產物進一步發生反應生成多種產物?；?學學 工工 程程 基基 礎礎1、一次反應烷烴熱裂

2、解芳香烴熱裂解脫氫反應：2222HHCHCnnnn斷鏈反應：2222)(2nnmmnmnmHCHCHC規律：吸熱反應a 同碳原子數的烷烴，斷鏈比脫氫容易； b 碳鏈越長的烴分子越容易斷鏈； c 叔氫最易脫去，仲氫次之，伯氫又次之； d 有支鏈的烴容易裂解或脫氫； e 小分子烴易在兩端斷鏈，大分子烴易在中間斷裂。 環烷烴裂解 有支鏈的斷鏈，無支鏈的開環或脫氫芳構化。 一般不發生芳環開裂反應，但側鏈可以斷裂或脫氫縮合生成稠環芳烴化化 學學 工工 程程 基基 礎礎各族烴類的熱裂解反應規律烷烴正構烷烴最利于生成乙烯、丙烯，分子量越小則烯烴收率越高。異構烷烴的烯烴總收率低于同碳原子數的正構烷烴。隨著原料

3、烴分子量增大，這種差別逐漸減小。環烷烴在通常裂解條件下，環烷烴生成芳烴的反應優于生成單烯烴的反應。含環烷烴較多的原料，其丁二烯、芳烴收率較高，乙烯收率較低。芳烴有側鏈的芳烴，主要是側鏈逐步斷裂及脫氫，無側鏈的芳烴基本上不易裂解為烯烴，而傾向于脫氫縮合生成稠環芳烴，直至結焦。2、二次反應烯烴裂解；烯烴聚合、環化和縮合；烯烴的加氫和脫氫；烴分解生炭。不同原料裂解產物分布化化 學學 工工 程程 基基 礎礎（二）工藝條件：1、溫度1）T一次反應有利，但生炭反應更有利，故溫度不宜太高；2）Tr 活化能大的更有利，一次反應活化能大于二次反應，所以提高溫度有利于提高一次反應對二次反應的相對速度。2、反應時間

4、二次反應為連串副反應，故越短越有利。3、裂解壓力和稀釋劑1）一次反應，mol數P有利； 二次反應，mol數P不利；2）一次反應為一級反應，二次反應多為大于一級反應， P有利于提高一次反應對二次反應的相對反應速度。 降低烴分壓有利于熱裂解，常加入水蒸汽為稀釋劑以降低烴分壓?；?學學 工工 程程 基基 礎礎（三）裂解流程原料油供給和預熱系統裂解和高壓水蒸汽系統急冷油和燃料油系統急冷水和稀釋蒸汽系統化化 學學 工工 程程 基基 礎礎二、裂解氣的深冷分離1、裂解氣的組成與分離要求：組成：任務：除去裂解氣中有害雜質，分離出單一烯烴產品或 烴的餾分。要求：2、裂解氣分離方法深冷分離法油吸收精餾分離法深冷

5、分離法組成壓縮冷凍系統氣體凈化系統精餾分離系統化化 學學 工工 程程 基基 礎礎3、裂解氣預處理包括脫酸性氣體、脫水、脫炔和脫一氧化碳。1）酸性氣體的脫除酸性氣體CO2、H2S來源危害 H2S腐蝕設備管道，使干燥用的分子篩壽命縮短， 使加氫Cat中毒。CO2深冷時結成干冰，堵塞管道。方法 堿吸收法流程 上段水洗，除去夾帶的堿液。三段堿洗，從下至上，堿液濃度提高?；?學學 工工 程程 基基 礎礎2）脫水危害： 低溫下結冰，且可以烴形成水合物結晶，堵塞管路。方法： 分子篩吸附3）脫炔和脫CO危害： 影響乙烯、丙烯質量影響聚合催化劑的壽命CO使加氫催化劑中毒方法： 催化加氫 因乙烯也可加氫，所以必

6、須選擇高選 擇性的催化劑流程短，但H2過量，易使C2H4加氫，損失大。流程復雜，H2按需加入，餾分組成簡單，雜質少，選擇性高，催化劑壽命長，產品純度高。前加氫：后加氫：化化 學學 工工 程程 基基 礎礎4）裂解氣的壓縮目的：提高裂解氣中各組分的沸點。分段壓縮： 降低壓縮比，節省壓縮功。4、深冷分離流程：三種流程：順序分離流程： 適合輕組分多的裂解氣。前脫乙烷流程： 適合重組分較多但丁二烯較少的裂解氣。前脫丙烷流程： 適合重質原料裂解氣。相同點： 先分離不同C的烴，后分離同C的烴（先易后難）；乙烯塔、丙烯塔并聯操作，保證產品純度。不同點： 精餾塔排列順序不同；加氫位置不同；冷箱位置不同?；?學

7、學 工工 程程 基基 礎礎前冷后冷 一級冷箱回收乙烯，二級冷箱提取富氫。預處理，提高CH4/H2，提高乙烯回收率，提濃H2。5、制冷冷凝膨脹壓縮蒸發冷用戶化化 學學 工工 程程 基基 礎礎返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎環烷烴較大分子烷烴中小分子烷烴乙烯丙烯中等分子烯烴疊合烯烴二烯烴環烯烴芳烴稠環芳烴焦甲烷乙炔碳返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎堿洗法流程簡圖返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎前冷、后加氫前冷、后加氫化化 學學 工工 程程 基基 礎礎順序分離流程塔系排列返回返回化化 學學 工工 程程 基基 礎礎后冷、前加氫后冷、前加氫化