乙烯的生产-裂解
工艺流程—裂解炉生产乙烯
利用裂解炉生产乙烯热裂解特点：高温，吸热量大低烃分压，短停留时间，避开二次反响的发生反响产物是简单的混合物热裂解的供热方式如下所示：直接供热法：工艺简单，裂解气质量低，本钱过高。
其裂解工艺始终没有很大进展！工业上烃类裂解生产乙烯的主要过程为：原料热裂解裂解气预处理〔包括热量回收、净化、气体压缩等〕裂解气分别产品乙烯、丙烯及联产物等。
一、原料烃组成对裂解结果的影响影响裂解结果的因素：原料特性；裂解工艺条件；裂解反响器型式；裂解方法等。
族组成，% 大庆 145～ 成功 145～ 任丘 145～ 大港 145～350℃〔质量〕350℃350℃350℃原料特性是最重要的影响因素！(一) 原料烃的族组成、含氢量、芳烃指数、特性因数裂解产物分布的影响1. 族组成〔简称 PONA 值〕定义：是指原料烃分子中所含各族烃的质量百分比P —烷族烃 N —环烷族烃 O —烯族烃A —芳香族烃从表 1-7 作一比较，在管式裂解炉的裂解条件下，原料愈轻，乙烯收率愈高。
随着烃分子量增大，N+A 含量增加，乙烯收率下降，液态裂解产物收率渐渐增加。
表 1-7 组成不同的原料裂解产物收率裂解原料 乙烷 丙烷 石脑油 抽余油 轻柴油 重柴油 原料组成特性 PPP+NP+N P+N+A P+N+A 乙烯 84* 44.0 31.7 32.9 28.3 25.0丙烯1.4 15.6 13.0 15.5 13.5 12.4 主要产物收率，%〔质量〕 丁二烯 1.43.44.75.3 4.8 4.8 混合芳烃 0.4 2.8 13.7 11.0 10.9 11.2其它12.8 34.2 36.835.842.546.6*包括乙烷循环裂解原料的 PONA 值常常被用来推断其是否适宜作裂解原料的重要依据。
表 1-8 介绍我国几个产地的轻柴油馏分族组成。
表 1-8 我国常压轻柴油馏分族组成P 烷族烃正构62.641.021.6 53.223.030.2 65.430.025.4 44.4烷烃异构烷烃环烷族烃其中24.216.45.62.2 28.019.67.01.4 23.817.45.41.0 34.420.610.43.4 一环二环三环以上A 芳烃其中一环二环三环以13.27.05.30.9 18.813.55.00.3 10.87.23.40.2 21.213.27.30.7 上我国轻柴油作裂解原料是较抱负的。
乙烯生产方法选择—烃类热裂解制乙烯
任务二 烃类热裂解制乙烯
1、原料加热及反应系统
由原料罐区来的石脑油等原料换热后，与DS (180℃， 0. 55MPa)按相应的油汽比混合进入裂解 炉对流段加热后进入辐射段。
物料在辐射段炉管内迅速升温进行裂解反应(以控 制辐射炉管出口温度COT的方式控制裂解深度， COT大约为800~900℃)。裂解气出口温度COT通 过调节每组炉管的烃进料量来控制，要求高于裂 解气的露点(裂解气中重组分的露点)，若低于露点 温度，则裂解气中的较重组分有一部分会冷凝， 凝结的油雾黏附在急冷换热器管壁上形成流动缓 慢的油膜，既影响传热，又容易发生二次反应。
任务二 烃类热裂解制乙烯
4、水急冷和稀释水蒸气系统
油冷塔顶的裂解气，通过和水冷塔中的循环 急冷水进行直接接触进行冷却和部分冷凝， 温度冷却至28℃，水冷塔的塔顶裂解气被送 到裂解气压缩工段。
任务二 烃类热裂解制乙烯
4、水急冷和稀释水蒸气系统
急冷水和稀释水蒸气系统的生产目的是用水 将裂解气继续降温到40°C左右，将裂解气 中所含的稀释蒸汽冷凝下来，并将油洗时没 有冷凝下来的一部分轻质油也冷凝下来，同 时也可回收部分热量。稀释蒸汽发生器接收 工艺水，发生稀释蒸汽送往裂解炉管，作为 裂解炉进料的稀释蒸汽，降低原料裂解中烃 分压。
任务二 烃类热裂解制乙烯
二.世界乙烯原料情况
平均下来石脑油是最主要的，占了43%，排 第二名是乙烷占36%。但是具体到各国或地 区的情况却不同。欧洲、中国、日本一样主 要采用石脑油作原料。
任务二 烃类热裂解制乙烯
二.世界乙烯原料情况
典型的是西欧乙烯71%来自石脑油，来自轻 烃和LPG的各占11%仅7%来自乙烷。而美 国恰恰相反，主要使用乙烷作原料。它的乙 烯52%来自乙烷，22%来自轻烃5%来自石 脑油。
乙烯生产—管式炉裂解流程
• 目的：
• 提高分离操作温度,节约低温能量和材料。
• 除去部分水份和重质烃,减少后面干燥和低温的负担。
• 要求：
• Ｐ↑,设备材料要求增加,动力消耗也增加。
• Ｐ↑,精馏塔釜温↑,不饱和烃及重组分聚合
• Ｐ↑,α↓,分离困难。
∴生产中一般控制30～40atm。
• 采用多段压缩：
压缩升温时二烯烃、烯烃易聚合,∴为防止结焦,控制排气温度＜100℃,采
侧壁烧嘴
管式裂解炉的炉型
（ 二
1.鲁姆斯裂 解炉
）
管 式
2.凯洛格毫
裂
秒裂解炉
解
炉
的
炉 型
C裂解炉
SRT型裂解炉即短停留时间炉，是美国鲁姆
斯（Lummus）公司于1963年开发，1965
年工业化，以后又不断地改进了炉管的炉型
超伯的解选斯一温及裂缩的中司的超洛一下0解致.择特种度1炉解短收应，乙短（种，炉使秒性（炉和子炉停率用扬烯K停炉使。裂S毫（裂S型烃eR的，留，最子生留型物解秒lt5Tlo解，分o0结 该时 对 多 石 产时。料炉炉n型g～U炉 压e构炉间不的油装间1在结g由炉S19）简条&，型，同炉化置裂炉构0C7于是08公称件W裂先的改的型工均解管复毫年管目司e的U解后不善裂。公采炉内杂秒开径b前S在选技s推断裂解中司用简的，C）发较t世6e择术炉出改解原国和此称停投，0成小r界），年是。了进选料的齐种留资U所功，上公使S代根它，择有燕鲁裂S时相以所，R大R司生开据是是性较山石解间对T也需在T型在炉成始停美－为，大石油炉缩较称炉高乙7，的研留国Ⅰ了提的油化。短高为0管裂烯是产年究时斯～进高灵化工到。毫数解装美品代开间通Ⅵ一乙活工公因0秒量温置.国中开发、－0型步烯性公司裂裂多度5凯乙发的裂韦～。解， 烷等管副是产一品程较，少没，有乙弯烯头收，率阻较力高降而小命，名烃的分。压低，
乙烯生产工艺流程
乙烯生产工艺流程乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、纤维、染料、药品和农药等行业。
乙烯的生产工艺流程主要包括乙烷脱氢、乙炔作用和蒸汽裂解三个步骤。
首先是乙烯的原料乙烷脱氢。
乙烷是从石油和天然气中提取出来的。
乙烷先经过脱硫除酸处理，去除其中的硫化氢和酸性气体，然后进入脱氢炉内。
脱氢炉内有催化剂催化剂，例如氧化铝和铬、钼催化剂，将乙烷转化为乙烯。
反应产物通过冷却后进入凝结塔，以将其中的乙烷、乙烯、甲烷等各个组分分离。
接下来是乙烯的制备。
乙烯的制备过程主要通过乙炔的作用来实现，乙炔是通过水枯燥法制备的。
制备乙炔的第一步是将乙烷转化为乙烯，也是通过催化剂催化剂的方法，例如石墨、铝烷等。
这个反应产生大量的热量，需要通过冷却排热。
然后将乙烯转化为乙炔，通过加热、蒸馏和燃烧，将乙烯通过裂解反应转化为乙炔的混合物。
混合物经冷却后，乙炔与部分含氧组分反应，生成光热乙炔。
最后是乙烯的蒸汽裂解。
乙烯蒸汽裂解是将乙烯在高温下通过裂解反应，分解为乙烷和其他烃类。
乙烯在蒸汽的作用下，在裂解炉内进行反应，生成一系列碳数较小的烃类，包括乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。
这个过程中，需要调节炉内温度、压力和物料流量，以达到所需的乙烯产量和其他烃类产物的选择性。
裂解反应产物通过冷却和分离过程，将不同碳数的烃类分离出来，其中的乙烷经过净化后可以重新进入乙烷脱氢的过程，进行再次利用。
乙烯的生产工艺流程是一个复杂的过程，需要对温度、压力、物料流量等因素进行精确的控制。
通过这些步骤，可以高效、环保地生产出乙烯。
乙烯在各个行业的应用广泛，并且其生产工艺也在不断改进和创新，以适应市场的需求和环境的保护。
乙烯的裂解工艺流程
乙烯的裂解工艺流程
乙烯的裂解工艺流程分为以下几步：
1. 进料系统：乙烯裂解工艺的原料主要是轻质的石油馏分或天然气。
在进料系统中，这些原料首先要通过预处理，如解水、去酸、去硫、去磷等，以减少对催化剂的损害和提高催化剂的使用寿命。
2. 加热系统：经过预处理的原料需要被加热至裂解温度，通常在500-600的范围内。
加热系统中一般采用钢管作为加热介质，通过将油气与加热介质直接接触，将热量传递给原料，使其被加热。
3. 裂解系统：通过加热后的原料进入反应器，在催化剂的作用下发生裂解反应。
常用的催化剂是硅铝比、铝磷比、分子筛等。
4. 分离系统：在裂解反应后，产生了大量的高碳烷烃混合物，需要通过分离来得到目标产品。
常用的分离方法包括精馏、萃取、吸附等。
5. 后处理系统：裂解产生的末端产品需要进行进一步的加工和处理，以满足市场需求。
常见的后处理方法包括脱氢、氢化、氧化、腈化等。
以上就是乙烯的裂解工艺流程的主要步骤。
乙烯1-3第一章乙烯生产(3)
表1-12各种裂解原料的水蒸汽稀释比（管式裂解炉）
裂解原料 原料含氢量,%(重) 结焦难易程度 稀释比,水蒸汽/烃(重)
乙烷
20
较不易
0.25~0.4
丙烷
18.2
较不易
0.3~0.5
丁烷
17.2
较不易
0.3~0.5
石脑油
14~16
较易
0.5~0.8
轻柴油
13~4
较易
0.75~1.0
减压柴油
~13.3
3.烃分压
❖ 烃分压是进入管式裂解炉管物料中气相烃的分压。
❖ PHC=（N1/N）P=[N1/(N1+N2)]P (1-39) ❖ 从热力学考虑：
烃类裂解的一次反应是分子数增多的过程，聚合和缩合 的二次反应是分子数减少的过程。降低分压有利于一次 反应而不利于二次反应。
❖ 从动力学考虑：
烃类裂解的一次反应是一级反应，聚合和缩合的二次反 应是高于一级反应。
-H 2
-H 2
-H 2
(1-12)
C10H21
C5H9 + C5H12 烯烃 烷烃 (1-13)
C5H11 + C5H10 烷烃 烯烃
⑶芳烃裂解
❖ 芳环稳定，不易开环； 易发生侧链烷基断裂 和脱氢，生成苯、甲 苯、二甲苯、苯乙烯 等。芳烃易发生缩合 反应生成多环芳烃。
❖ ①烷基芳烃侧链断链 和脱氢反应
❖ P46图1-8 为烃分压PHC与乙烯收率的关系。
图1-8 烃分压PHC与乙烯收率的关系
稀释剂
❖ 采用裂解原料中加入稀释剂的方法降低烃分 压。用水蒸汽作稀释剂。
❖ 水蒸汽热容量大，有利于稳定裂解温度，防 止过热，保护炉管，易与裂解产物分离，对 生成的焦炭有一定脱除作用。
乙烯生产原理
乙烯生产原理乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等领域。
乙烯的生产原理主要是通过裂解石油烃或裂解天然气中的烃类物质来获得。
下面我们将详细介绍乙烯的生产原理。
首先，乙烯的生产主要通过烃类物质的裂解来实现。
烃类物质经过加热和催化剂的作用，分解成较小分子量的烃类物质，其中包括乙烯。
裂解石油烃或裂解天然气中的烃类物质是乙烯生产的关键步骤。
其次，裂解的原料主要包括石脑油、轻烃和天然气。
石脑油是石油的副产品，主要包括碳数为4-10的烷烃、烯烃和芳烃。
轻烃主要包括乙烷、丙烷等低碳烷烃。
天然气中的主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷等烷烃。
这些原料经过裂解反应后，可以得到乙烯。
在裂解过程中，需要使用催化剂来促进反应的进行。
常用的催化剂包括铝酸盐、硅铝酸盐和氧化铝等。
这些催化剂可以提高裂解反应的速率和选择性，从而提高乙烯的产率。
此外，裂解反应需要在一定的温度和压力条件下进行。
通常情况下，裂解反应的温度在600-850摄氏度之间，压力在0.1-0.5MPa之间。
在这样的条件下，可以获得较高的乙烯产率。
最后，乙烯的生产还需要进行分离和提纯过程。
由于裂解反应产生的产物中含有其他烃类物质，需要通过精馏、萃取等方法将乙烯从其他物质中分离出来，得到纯净的乙烯产品。
总的来说，乙烯的生产原理是通过烃类物质的裂解反应来获得。
裂解的原料包括石脑油、轻烃和天然气，经过催化剂的作用，在一定的温度和压力条件下进行裂解反应，最终通过分离和提纯得到乙烯产品。
乙烯的生产原理是一个复杂的过程，需要多种条件和技术的配合，才能实现高效生产乙烯的目标。
乙烯的裂解工艺流程
乙烯的裂解工艺流程
《乙烯的裂解工艺流程》
乙烯是一种重要的化工产品，广泛应用于塑料、橡胶、化肥等行业。
而乙烯的生产主要依赖于乙烯裂解工艺。
乙烯的裂解工艺主要包括热裂解和催化裂解两种方式。
热裂解是将乙烷或乙烯以高温加热，使其在缺氧或氧气气氛下发生分解反应，生成乙烯和其他烃类化合物。
这种裂解方式通常采用在加热炉中进行，加热炉内部填充有催化剂，通过加热使原料气和催化剂发生反应，产生乙烯。
热裂解的优点是工艺简单，但能耗较高。
催化裂解是将乙烷或乙烯通过催化剂进行裂解。
催化裂解通常采用反应器来完成，反应器内部填充有合适的催化剂，通过调控温度和压力使催化剂和原料气发生反应，生成乙烯和其他烃类化合物。
催化裂解的优点是产物纯度高，能耗低，但工艺复杂度高。
无论是热裂解还是催化裂解，都需要经过预处理和生产过程。
预处理包括原料气的净化和预热，生产过程包括原料气与催化剂的接触反应、反应产物的分离和纯化、再生催化剂等步骤。
总的来说，乙烯的裂解工艺流程是一个复杂的生产过程，需要综合考虑原料气的选择、工艺参数的控制、设备的选型等多个因素，才能够实现高效、稳定地生产乙烯产品。
随着化工技术
的不断发展，乙烯的裂解工艺也在不断改进和优化，以适应市场需求和环保要求。
工业制备乙烯方程式
工业制备乙烯方程式乙烯的工业制法主要有两种：一是石油裂解法，二是煤的氧化法。
以下是这两种方法的详细介绍和方程式：一、石油裂解法1. 原理：在一定条件下，使高碳烷烃裂化为小分子烃和氢气、一氧化碳、二氧化碳、碳黑等副产品的反应过程。
2. 方程式：* 裂解反应：C16H34 → C8H17 + C8H16* 裂解副反应：C16H34 → C4H10 + C2H4 + C3H6 + C5H10 + C7H14 + C9H203. 过程：将石油加热至高温（通常为700-800℃），然后通过一系列反应将长链烃断裂成较小的烃分子。
这个过程需要使用催化剂来加速反应。
4. 优点：产量大，副产品少，可用于大规模生产。
5. 缺点：需要高温高压条件，对设备要求高，且需要大量的优质石油作为原料。
二、煤的氧化法1. 原理：在一定条件下，将煤与氧气反应生成乙烯。
2. 方程式：C + O2 → CO2 + H2C2H43. 过程：将煤粉与空气混合，加热至高温（通常为900-1000℃），然后在反应器中与氧气进行反应。
反应产物中除了乙烯外，还有二氧化碳和水蒸气等。
4. 优点：可以利用我国丰富的煤炭资源，成本较低。
5. 缺点：需要高温条件，且副产品较多，需要进行复杂的分离和提纯。
在工业上，为了获得纯度较高的乙烯，通常需要将上述两种方法结合使用。
即先通过石油裂解法获得粗乙烯，然后将其提纯精制得到高纯度的乙烯。
同时，也可以将部分石油裂解得到的副产品进行进一步加工利用，以提高整个生产过程的效率和经济效益。
乙烯的工业制备是一个复杂的过程，需要综合考虑原料来源、生产条件、产品质量和经济效益等多个因素。
在我国，随着石油和煤炭资源的不断开采和利用，乙烯的工业制备技术也在不断发展和进步，为我国的经济发展和人民生活水平的提高做出了重要贡献。
乙烯工艺流程
乙烯工艺流程
乙烯的工艺流程主要包括以下步骤：
1. 裂解烃类原料并回收裂解油品。
2. 压缩裂解气。
3. 脱除酸性气体。
4. 加氢精制C2和C3馏分。
5. 脱除甲烷等轻组分。
6. 分离C2馏分与乙烯精馏。
7. 分离C3馏分与丙烯精馏。
8. 分离C4组分以及丙烯和乙烯制冷等。
乙烯的工业制法，一般在石油化工的基础上，通过石油裂解和炼油过程得到乙烯，主要流程如下：
1. 原料经过预处理，去除杂质，包括脱水（分子筛吸附剂吸附水分）和脱酸（酸性吸附剂去除酸性杂质）。
2. 通过催化裂解反应将乙烷转化为乙烯。
催化裂解是将高碳烷烃分子在催化剂的作用下，经过裂解反应，生成低碳烯烃的过程。
常用的催化剂有沸石和
磷钼酸盐等。
反应采用高温（约℃）和高压（约1-3 MPa）条件下进行，
以提高乙烯的产率。
以上是乙烯的工艺流程，具体流程可能根据不同的工业设备和工艺有所差异，仅供参考。
乙烯如何生产工艺
乙烯如何生产工艺
乙烯是一种无色、无臭的气体，广泛用于制造塑料、橡胶、纺织品和化学品等。
乙烯的主要生产工艺是石油炼制和蒸汽裂解两种方法。
一、石油炼制法：
乙烯的石油炼制法是通过对原油进行加热蒸馏来提取出乙烯。
具体工艺如下：
1. 原油加热：原油经过预处理后，进入加热炉加热至400-500℃，使原油中的高沸点烃分解成轻质烃类。
2. 蒸馏分离：加热后的原油进入蒸馏塔，经过镇静层、换热器等设备，分离得到不同汽油馏分，其中包含乙烯。
3. 乙烯分离：从汽油馏分中通过进一步处理，例如吸收、洗涤、压缩等，最终得到纯净的乙烯。
二、蒸汽裂解法：
蒸汽裂解法是将石油、石油气、液化气等碳氢化合物在高温下，通过与水蒸汽的接触，使高分子烃分裂成低分子化合物，其中包含乙烯。
具体工艺如下：
1. 原料进料：将石油、石油气或液化气等碳氢化合物作为原料供给系统。
2. 加热预热：将原料通过热交换器进行预热，并与燃料混合后进入加热炉，加热至高温状态。
3. 裂解反应：加热后的原料进入裂解装置，与水蒸汽接触，在触媒的催化下进行裂解反应，生成乙烯、丙烯等低分子化合物。
4. 产品分离：经过减压、冷凝等处理，将裂解产物中的乙烯、丙烯等分离出来。
5. 回收利用：将分离得到的乙烯进一步净化处理，得到纯净的乙烯，用于生产相关产品。
乙烯的生产工艺要求高温高压环境，同时需要考虑生产效率、产品质量和设备成本等因素。
随着科技的不断进步，乙烯生产工艺也在不断发展和改进，以提高产量和质量的同时，降低生产成本。
乙烯的生产—裂解气的分离流程的组织
炔<1μg/g，产品回收率达98%。
项目二 乙烯的生产 石油化工产品生产技术
流裂 任程解 务的气 五组分
织离
知识点3：裂解气的压缩
1.压缩的原因
需要大量冷量和耐低温设备 常压下，冷凝精馏分离温度低
裂解气常压下沸点很低
常压下沸点
解决办法
1.压缩的原因
为什么要多段压缩？ 压缩后的气体温度必须要限制
✓ 原因：裂解气压缩是绝热过程,压力升高,温度升高。 ✓避免压缩过程温升过大造成裂解气中双烯烃尤其是 丁二烯之类的二烯烃在较高的温度下发生大量的聚 合，以至形成聚合物堵塞叶轮流道和密封件。 ✓生产上通过裂解气的多段压缩和段间冷却结合的方 法实现。(压缩机出口温度一般不超过100 ℃,各段 入口温度一般为38 ～40 ℃。）
有水生成
影响加氢效果
水分带入低温 系统造成冻堵
二、脱水
危害
低温下，水冻结成冰，而且与轻质烃形成白色结晶水合物(高 压低温下稳定） ，如CH4·6H20、C2H6·7H20、C3H8·7H20等。 这些固体附着在管壁上，既增加动能消耗，又堵塞管道。
脱水方法
固体吸附法（分子筛、硅胶、活性氧化铝），目前广泛采用 效果较好的是分子筛吸附剂。
顺利进行。
四、脱炔
乙炔的脱除方法主要有溶剂吸收法和催化加氢法。
催化加氢脱炔
特点：不会带入任何新杂质;工艺操作简单;将炔烃变成产品烯烃
1、原理：
主反应： 副反应：
CH≡CH十H2→CH2＝CH2 CH≡CH十2H2→CH3—CH3 CH2＝CH2十H2→CH3—CH3
mC2H2+nH2→低聚物（绿油）
乙烯的生产之裂解
三、裂解原料的性质及评价(***)
族组成
氢含量 芳烃指数
1、族组成－PONA值
PONA值指各族烃的质量百分含量。 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
同条件下，P 越大，乙烯收率越高； 分子量愈大，（N+A）量愈大，乙烯收率愈小， 液态产物量愈大。 乙烯收率：P＞N＞A
世界乙烯消费构成情况
环氧乙烷 13.0%
其他 聚苯乙烯 7.0% 5.0%
α -烯烃 3.0% 聚氯乙烯 14.0% 醋酸乙烯 1.0%
聚乙烯 57.0%
国内乙烯发展动态
我国乙烯工业已有40多年的发展历史，60年代初我国 第一套乙烯装置在兰州化工厂建成投产，多年来，我国乙 烯工业发展很快，乙烯产量逐年上升，2005年乙烯生产能 力达到773万吨/年，居世界第三位。 随着国家新建和改扩建乙烯装置的投产，预计到2010 年我国乙烯生产能力将超过1600万吨。 虽然我国乙烯工业发展较快，但远不能满足经济社会 快速发展的要求，不仅乙烯自给率下降，而且产品档次低、 品种牌号少，一半的乙烯来自进口。 根据2000～2020年我国GDP增长率7.2%为基准的弹性 系数测算，乙烯需求预测可见表1－1。 从表1－1可以看出，我国乙烯自给率还不高，一方 面需要进口乙烯产品，另一方面需要加大国内乙烯的生产， 因此，无论从乙烯在有机化工中的地位，还是从乙烯的需 求量预测，都可以看出，以生产乙烯为主要目的的石油烃 热裂解装置在有机化工中具有举足轻重的地位。
适用于评价各种原料。 氢含量高，则乙烯收率越高。
乙烯生产—烃类热裂解制备乙烯
烃类热裂解原理二次反应
烃类热裂解原理二次反应
1、较大烯烃进一步裂解 [C5 ;C4 ] 2、烯烃±H2 3、烯烃聚合、环化、缩合 4、烯烃分解生成C 结焦和生C机理不同： 结焦是在较低T下（<1200K），芳烃缩合而成焦； 生C是在高T（>1200K）生成乙炔中间体，再脱氢最终成C。
生成C和H2 • T不同途径及结果也不同： • (1)500～900℃时经芳烃而生焦。 • (2)900～1100℃时经乙炔而生炭。 • (3)1100～3000℃时经石墨化为炭。 • 烃类裂解制C2=的T通常在750℃～900℃,∴二次反应主
BMCI↓，乙烯收率↑，但液态产物减少
热裂解过程的影响因素
芳烃指数（BMCI）
正构烷烃， BMCI↓↓；芳烃，BMCI↑↑（苯为99.8）。 故：原料中 BMCI ↑，乙烯收率↓，且易结焦
BMCI↓，乙烯收率↑，但液态产物减少
特性因素K
•
计算方法：K
1.216
3 T立 d 15.6
15.6
K↑，烷烃↑，环烷烃↓，乙烯收率↑。
β位断裂规律。
C-C- 一次反应为一级反应： r dc kc
dt
当浓度由 c0 c
， 时间由 0→T，对
上式积分得 ln c0 kt
c
以转化率a(x)表示时， c c0 (1 a)
代入上式得：
av
ln
av 1 x
k
(Ⅰ)
lgkT = lgA - E/2.303RT (Ⅱ)
（1） 断链反应：Cm+nH2(m+n)+2 （2） 脱氢反应：CmH2m+2 （3） 裂解规律：
CnH2n+CmH2m+2 CmH2m+H2
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
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
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。
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。
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。
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
(4)环烷烃比链烃更易结焦。
4 芳烃的裂解反应及反应规律
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
1. 侧链脱烷基： 2. 脱氢缩合： 脱氢：
3.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。
氢含量不同: 碳几乎不含氢，焦含有微量氢 （0.1-0.3％）
结焦生炭反应
（1）烯烃经过炔烃中间阶段生碳
（2）经过芳烃中间阶段而结焦
乙烯二氧化碳排放因子
乙烯二氧化碳排放因子乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、颜料、化妆品、橡皮制品等工业领域。
然而，乙烯的生产和使用往往伴随着大量的二氧化碳排放，对气候变化和环境污染造成了不可忽视的影响。
本文将深入探讨乙烯生产和使用过程中的二氧化碳排放因子。
乙烯的生产通常采用石油和天然气作为原料，通过裂解反应产生。
在传统的乙烯生产过程中，主要有两个主要环节会产生较高的二氧化碳排放：一是乙烯的生产，二是乙烯的裂解。
首先，乙烯的生产是乙烯二氧化碳排放的主要来源之一。
在传统方法中，乙烯的生产通常通过蒸馏方法将原料中的乙烷分离出来，然后通过催化剂的作用将乙烷转化为乙烯。
这个过程会产生大量的燃烧废气，其中包括二氧化碳。
根据数据，每生产1吨乙烯，大约会释放出2.7吨的二氧化碳。
其次，乙烯的裂解也是乙烯二氧化碳排放的重要环节。
乙烯裂解是一种通过高温条件下将乙烷进行加热分解得到乙烯的反应。
在这个过程中，由于高温造成的乙烷脱碳反应会产生大量的二氧化碳。
根据数据，每生产1吨乙烯，大约会释放出3.2吨的二氧化碳。
除了乙烯的生产过程，乙烯的使用也会导致二氧化碳的排放。
乙烯作为塑料、橡胶等材料的基础，广泛应用于日常生活和工业生产中。
在塑料制品的生产和使用过程中，乙烯会在加工过程中释放出二氧化碳。
此外，塑料制品的废弃和焚烧也会导致乙烯释放二氧化碳。
总之，乙烯生产和使用过程中的二氧化碳排放因子是一个复杂而重要的问题。
乙烯的生产过程和乙烯裂解过程会产生大量的二氧化碳排放，而乙烯的使用也会导致二氧化碳的释放。
为了减少这些排放，可以采取一系列的节能减排措施，比如优化生产工艺，提高能源利用率，促进资源循环利用，加强环保监管等。
此外，加大对乙烯替代材料和可再生资源的研发和应用也是降低乙烯二氧化碳排放的重要途径。
只有综合运用各种手段，才能有效控制乙烯生产和使用过程中的二氧化碳排放，实现经济发展与环境保护的双赢。
乙烯的生产-裂解
任务一 生产方法的选择 任务二 生产准备 任务三 应用生产原理确定工艺条件 任务四 生产工艺流程的组织 任务五 正常生产操作 任务六 异常生产现象的判断和处理
任务一 生产方法的选择
一、烃类热裂解技术
石油系烃类原料（如天然气、炼厂气、石脑 油、柴油、重油等），在高温、隔绝空气的条件 下发生分解反应，生成碳原子数较少，相对分子 质量较低的烃类。制取乙烯、丙烯的同时联产丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料，也称管式 炉裂解或蒸汽裂解技术。以三烯（乙烯、丙烯、 丁二烯）和三苯（苯甲、苯、二甲苯）总量计， 约65％来自乙烯装置。乙烯生产能力是衡量一个 国家和地区石油化工生产水平的标志。
2.环烷烃的断链（开环）反应 环烷烃的热稳定性比相应的烷烃好。 环烷烃热裂解时，可以发生C-C链的断裂（开 环），生成乙烯、丁烯和丁二烯等烃类。 环烷烃脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃
侧链烷基断裂比开环容易。带短侧链时，先断 侧链再裂解；带长侧链，先在侧链中间断裂。
3.芳烃的断侧链反应
芳环不断裂 断侧链生成苯、甲苯、二甲苯 芳烃缩合成稠环芳烃；进一步生成焦。
二、停留时间
1. 停留时间 指裂解原料由进
入裂解辐射管到离 开裂解辐射管所经 过的时间。
2.停留时间的选择 裂解温度：温度越高，
乙烯的峰值收率越高， 相应的最适宜停留时 间越短。
裂解原料：在一定的反应温度下，如裂解原料 较重，则停留时间应短一些，原料较轻则可稍 长一些；
裂解技术：五十年代停留时间为1.8～2.5秒， 目前一般为0.15～0.25秒，单程炉管可达0.1秒 以下，即以毫秒计。
芳烃—无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有侧链的芳 烃，主要是侧链逐步断链及脱氢。芳烃倾向于脱氢缩合生 成稠环芳烃，直至结焦。所以芳烃不是裂解的合适原料。
制取乙烯知识点总结
制取乙烯知识点总结乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等工业中。
乙烯的生产方法有多种，包括乙烯裂解法、氯乙烷氢化法、环氧乙烷水解法、醇烷酸酯法等。
本文将对乙烯制取的几种常见方法进行详细介绍。
一、乙烯裂解法乙烯裂解法是一种传统的制取乙烯的方法，通过对石油、天然气等烃类化合物进行裂解反应，生成乙烯。
裂解反应的条件通常需要高温和催化剂的作用。
此方法生产的乙烯纯度较高，但能源消耗较大，且对原料的要求也较高。
二、氯乙烷氢化法氯乙烷氢化法是一种使用氯乙烷为原料，经过氢化反应制取乙烯的方法。
氯乙烷是以乙烯为原料，通过氯化反应得到的产物，再经过催化剂的作用进行氢化反应，生成乙烯。
此方法简单，适合小规模生产，但对催化剂的选择和反应条件的控制要求较高。
三、环氧乙烷水解法环氧乙烷水解法是以环氧乙烷为原料，经过水解反应得到乙烯的方法。
环氧乙烷是一种重要的有机化合物，它具有三个原子的环氧环结构，可以通过水解反应得到乙烯。
此方法对原料的要求较高，但可以得到高纯度的乙烯。
四、醇烷酸酯法醇烷酸酯法是一种使用醇烷酸酯为原料，经过酯化反应得到乙烯的方法。
醇烷酸酯是一种重要的有机化合物，它可以通过酯化反应得到乙烯。
此方法生产工艺简单，但消耗原料较大，且对催化剂的选择和反应条件的控制要求较高。
总结：乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等工业中。
乙烯的生产方法有多种，包括乙烯裂解法、氯乙烷氢化法、环氧乙烷水解法、醇烷酸酯法等。
每种方法都有其适用的场合和特点，可以根据需要选择合适的生产方法进行制取乙烯。
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2.环烷烃的断链（开环）反应
环烷烃的热稳定性比相应的烷烃好。
环烷烃热裂解时，可以发生C-C链的断裂（开 环），生成乙烯、丁烯和丁二烯等烃类。 环烷烃脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃
侧链烷基断裂比开环容易。带短侧链时，先断 侧链再裂解；带长侧链，先在侧链中间断裂。
3.芳烃的断侧链反应
芳环不断裂 断侧链生成苯、甲苯、二甲苯
2.停留时间的选择
裂解温度：温度越高， 乙烯的峰值收率越高， 相应的最适宜停留时 间越短。
裂解原料：在一定的反应温度下，如裂解原料 较重，则停留时间应短一些，原料较轻则可稍 长一些；
三、裂解原料的性质及评价
族组成 氢含量
芳烃指数
1、族组成－PONA值
PONA值指各族烃的质量百分含量。 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
同条件下，P 越大，乙烯收率越高； 分子量愈大，（N+A）量愈大，乙烯收率愈小， 液态产物量愈大。 乙烯收率：P＞N＞A
（一）一次反应
1.烷烃裂解的一次反应
2.环烷烃的断链（开环）反应 3.芳烃的断侧链反应 4.烯烃的断链反应
1.烷烃裂解的一次反应
（1）断链反应
C-C键断裂，反应产物是烷烃和烯烃。 通式为：Cm+nH2(m+n)+2 →CnH2n+ CmH2m+2 （2）脱氢反应 C-H键断裂。 通式为：CnH2n+2 → CnH2n+H2
项目二
乙烯的生产
任务一 生产方法的选择 任务二 生产准备
任务三 应用生产原理确定工艺条件
任务四 生产工艺流程的组织
任务五 正常生产操作
任务六 异常生产现象的判断和处理
任务一 生产方法的选择
一、石脑
油、柴油、重油等），在高温、隔绝空气的条件 下发生分解反应，生成碳原子数较少，相对分子 质量较低的烃类。制取乙烯、丙烯的同时联产丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料，也称管式
1.低分子烯烃脱氢反应
C2H4 → C2H2 + H2 C3H6 → C3H4 + H2 C4H8 → C4H6 + H2
2.二烯烃叠合芳构化反应
2C2H4 → C4H6+H2
C2H4 + C4H6 →C6H6 +2H2
3.结焦与生碳
结焦： ＜927℃经过芳烃中间阶段
单环或少环芳烃
液体焦油
多环芳烃
一、生产原理
环烷烃 环烷烃 环烯烃
中等分子烯烃
叠合烯烃
二烯烃
较大分子的烯烃 较大分子烷烃
乙烯、丙烯 乙烯、丙烯
芳烃
稠环烃
焦
中等分子烷烃 中等分子烷烃
甲烷
乙炔
碳
根据反应的前后顺序，分为：
一次反应：由烃类裂解生成乙烯和丙烯 的反应。（有利） 二次反应：乙烯、丙烯继续反应生成炔 烃、二烯烃、芳烃直至生成焦或碳的反 应。（不利）
影响裂解温度选择的因素
(1)不同的裂解原料具有不同最适宜的裂解温度 较轻的裂解原料，裂解温度较高，较重的裂解原料， 裂解温度较低。 (2)选择不同的裂解温度，可调整一次产物分布 反应温度不同，裂解反应进行的程度就不同，一次 产物的分布也会改变。若目的产物是乙烯，则裂解温度 可适当提高，若要多产丙烯，裂解温度可适当降低； (3) 裂解温度还受炉管合金的最高耐热温度的限制
固体沥青质
稠环芳烃
焦炭
生碳： ＞927℃以上经过炔烃中间阶段
CH2=CH2 CH≡CH 2C+H2
乙炔生成的碳不是断链生成单个碳原子，而 是稠合成几百个碳原子。
烃类的热裂解反应的规律总结
烷烃—正构烷烃最利于生成乙烯、丙烯，是生产乙烯的最 理想原料。分子量越小，烯烃的总收率越高。
环烷烃—在通常裂解条件下，环烷烃脱氢生成芳烃的反应 优于断链开环生成单烯烃的反应。含环烷烃多的原料，其 丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯的收率较低。 芳烃—无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有侧链的芳 烃，主要是侧链逐步断链及脱氢。芳烃倾向于脱氢缩合生 成稠环芳烃，直至结焦。所以芳烃不是裂解的合适原料。 烯烃—大分子的烯烃能裂解为乙烯和丙烯等低级烯烃，但 烯烃会发生二次反应，最后生成焦和碳。所以含烯烃的原 料如二次加工产品作为裂解原料不好。
世界乙烯消费构成情况
环氧乙烷 13.0%
其他 聚苯乙烯 7.0% 5.0%
α -烯烃 3.0% 聚氯乙烯 14.0% 醋酸乙烯 1.0%
聚乙烯 57.0%
任务二 生产准备 二、裂解原料的选择
原料在乙烯生产成本中占60%~80%。因此，原 料选择正确与否对于降低成本具有着决定性意义。
1、石油和天然气的供应状况和价格
BMCI值是评价重质馏 分油性能的重要指标
原料烃组成与裂解结果
原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。 原料由轻到重，裂解产物中液体燃料油增加， 产气量减少。 原料由轻到重，联产物量增大，而回收联产物 以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置投资 的增加。
任务三 应用生产原理确定工艺条件
C2 H 6 C2 H 4
含量（质量分数） /%
C3 H 8
C2 H 4
H2
0.1 1.5 5.3
CH 4
500 700 900 1000 98.8 78 20.9 1.6 20.5 73.8
80.1 4.3 0.2
17.7 60.9 62.5
7.2 34.8 36.3
提高温度对生成烯烃有利
裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争
0.01495 6.556×107 0.08053 8.662×106
1300
1400
18.89
48.86
0.3350
1.134 3.248
1.570×106
3.446×105 1.032×105
12.28
29.17 66.85
22.40
75.85 217.26
1500 111.98
lgk
1 10 4 T
热力学——温度越高对生成乙烯、丙烯越有利， 但对烃类分解成碳和氢的副反应更有利，过高 温度有利于炭的生成。即二次反应在热力学上 占优势。 动力学——升高温度，烃裂解生成乙烯反应速 率的提高大于烃分解为碳和氢的反应速率，即 提高反应温度，有利于提高一次反应对二次反 应的相对速率，有利于乙烯收率的提高，所以 一次反应在动力学上占优势。 高温裂解，必须减少停留时间以减少焦的生成。
适用于评价各种原料。 氢含量高，则乙烯收率越高。
氢含量低于13％的馏分油作裂解原料是不经济的。
3.芳烃指数BMCI
即美国矿务局关联指数 （Bureau of Mines Correlation Index） 用以表征柴油等重质馏分油的结构特性
48640 15.6 BMCI 473 d15.6 456 .8 TV
一般当温度低于750℃时，生成乙烯的可能性较 小；750℃以上，温度越高，反应的可能性越大， 乙烯的收率越高。 但当反应温度太高，特别是超过900℃时，甚至 达到1100℃时，对结焦和生碳极为有利，这样原 料的转化率虽有增加，产品收率却大大降低。 所以理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在 750～900℃之间。
KP C 2 H 6 1 C 2 H 4 H 2
KP C2 H 4 2 C2 H 2 H 2 KP C 2 H 2 3 2C H 2
T/K 1100 1200
KP1 1.675 6.234
KP2
KP3
KP1，T /KP1，1000 1.0 3.72
KP2，T /KP2，1000 1.0 5.39
炉裂解或蒸汽裂解技术。以三烯（乙烯、丙烯、
丁二烯）和三苯（苯甲、苯、二甲苯）总量计， 约65％来自乙烯装置。乙烯生产能力是衡量一个 国家和地区石油化工生产水平的标志。
任务一 生产方法的选择
二、催化裂解技术
烃类裂解反应在有催化剂存在下进行，可以 降低反应温度，提高选择性和产品收率。研究认 为：催化裂解单位乙烯和丙烯的生产成本比蒸汽 裂解低10%左右，单位建设费用低13~15%，原 料消耗降低10~20%，能耗降低30%。
芳烃缩合成稠环芳烃；进一步生成焦。
特点：不宜做裂解原料
4.烯烃的断链反应 常减压车间的直馏馏份中一般不含烯烃， 但二次加工的馏份油中可能含有烯烃。
大分子烯烃在热裂解温度下能发生断链反 应，生成小分子的烯烃。 例如：C5H10 →C3H6+C2H4
（二）二次反应
1.低分子烯烃脱氢反应 2.二烯烃叠合芳构化反应 3.结焦反应 4.生碳反应
二、石油烃裂解的操作条件
（一）裂解温度
（二）停留时间 （三）裂解压力
（一）裂解温度
裂解温度影响一次反应的产物分布
裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争
热力学
动力学
裂解温度影响一次反应的产物分布
C2 H 6 C2 H 4 H 2
C3 H 8 C 2 H 4 CH 4
T/K
含量（质量分数） /%
【中国化工报】2009年8月28日，中国蓝星沈阳化工 集团50万吨/年催化热裂解（CPP）制乙烯项目成功投产， 堪称世界乙烯工业生产的重大技术革命。因操作条件缓 和，设备投资相对较低，主要原料常压渣油价格较低， CPP生产比国内现有装置乙烯成生产本可降低20%。