第一章 石油烃热裂解PPT课件
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①氢气按需加入； ②加氢选择性高； ③产品纯度高；
④流程简化； ⑤操作稳定性差。
活性和选择性高。
④催化剂寿命长； ⑤能量利用不太合理； ⑥流程较繁。
（4）加氢脱炔催化剂
前加氢催化剂分钯系和非钯系两类。 钯系： ①温度较低；
②乙烯损失低（0·2%～ 0·5%） ③残余乙炔低。（5×10－6） 非钯系： ①进料杂质含量限制不严；
传热效果好、大量污水、 油水分离困难、
难以回收能量。
√ 间接急冷： 能量利用合理、 经济性好、 无污水产生。
4、急冷水和稀释水蒸气系统
设备：
水冷塔： 分离槽：
指标： 釜水中含油100ppm
换热器： 污水：120
工艺水汽提塔：
7～8吨
水蒸气循环好处：
缓蚀剂 ①节约了新鲜的锅炉给水
②减少了污水的排放量
√ NaOH溶液、 乙醇胺、 N-甲基吡咯烷酮 选择依据： ①酸性气体含量多少 ②净化程度要求 ③酸性气体是否回收
（3）反应原理自学89页图3-20 （4）碱洗法流程
①2～3% ②5～7% ③18～20% ④水 （5）操作条件
压力：1·0MPa;塔内温度：40℃；浓度：30% NaOH
2、H2O的脱除 （1）吸附分离 吸附剂：
段数
Ⅰ ⅡⅢ Ⅳ Ⅴ
进口温度/ ℃ 38 34 36 37·2 38 进口压力/ MPa 0·13 0·245 0·492 0·998 2·028
出口温度/ ℃ 87·2 85·6 90·6 92·2 92·2
出口压力/ MPa 0·286 0·509 1·019 2·108 4·125
压缩比
2·0 2·08 1·99 2·11 2·04
成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol
④流程简化； ⑤操作稳定性差。
活性和选择性高。
④催化剂寿命长； ⑤能量利用不太合理； ⑥流程较繁。
（4）加氢脱炔催化剂
前加氢催化剂分钯系和非钯系两类。 钯系： ①温度较低；
②乙烯损失低（0·2%～ 0·5%） ③残余乙炔低。（5×10－6） 非钯系： ①进料杂质含量限制不严；
传热效果好、大量污水、 油水分离困难、
难以回收能量。
√ 间接急冷： 能量利用合理、 经济性好、 无污水产生。
4、急冷水和稀释水蒸气系统
设备：
水冷塔： 分离槽：
指标： 釜水中含油100ppm
换热器： 污水：120
工艺水汽提塔：
7～8吨
水蒸气循环好处：
缓蚀剂 ①节约了新鲜的锅炉给水
②减少了污水的排放量
√ NaOH溶液、 乙醇胺、 N-甲基吡咯烷酮 选择依据： ①酸性气体含量多少 ②净化程度要求 ③酸性气体是否回收
（3）反应原理自学89页图3-20 （4）碱洗法流程
①2～3% ②5～7% ③18～20% ④水 （5）操作条件
压力：1·0MPa;塔内温度：40℃；浓度：30% NaOH
2、H2O的脱除 （1）吸附分离 吸附剂：
段数
Ⅰ ⅡⅢ Ⅳ Ⅴ
进口温度/ ℃ 38 34 36 37·2 38 进口压力/ MPa 0·13 0·245 0·492 0·998 2·028
出口温度/ ℃ 87·2 85·6 90·6 92·2 92·2
出口压力/ MPa 0·286 0·509 1·019 2·108 4·125
压缩比
2·0 2·08 1·99 2·11 2·04
成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol
第一章 石油烃热裂解
停留时间一般用τ来表示，单位为秒。 如果裂解原料在反应区停留时间太短，大部分原料还来不及反应就离开 了反应区，原料的转化率很低，这样就增加了未反应原料的分离、回收的能 量消耗；如果原料在反应区停留时间过长，对促进一次反应是有利的，故转 化率较高，但二次反应更有时间充分进行，一次反应生成的乙烯大部分都发 生二次反应而消失，乙烯收率反而下降。表1-3 二次反应的进行，生成更多焦和碳，缩短了裂解炉管的运转周期，既浪 费了原料，又影响正常的生产进行。所以选择合适的停留时间，既可使一次 反应充分进行，又能有效地抑制并减少二次反应。
第一节 乙烯的生产方法
反M应TO器合与成加路热线炉，是融以为天一然体气，或称煤为为裂主要解原炉料。，原先料生
乙 烯 的 生 产 方 法
一、管式炉 裂解技术
二、催化裂 解技术
三、合成气 制乙（MTO）
在火辐温解释产烃世另义（的辐焰射下。蒸1合的纪外：烯催行率据解丙）射、管进同汽成路有，烃化，。俄的烯我炉产管行时，气线望M产裂可罗技生国T，，成品管生壁，为故O天解以斯术产合完为。技内的传管降也然即降有经成成全生术流烟给内低称气烃低机济本气不产在过道管无烃为价再依烯类反合比比我格，气内催分蒸转赖烃裂应成较蒸国较管、物化压汽化于的应解温研，汽高外炉料剂，裂为石重用反度究认裂，通墙，，目解甲油要还但应，院为解醇 。 路过辐裂也前技具可在提对催低， 在 线有燃射解称大术用有高催化1然 石 。以料加反为多。0于催选化裂后 油%下燃热应石采生由 日左化择裂解特产烧将在油用甲 益右剂性解单殊高的热管烃加醇 短的，存和和位附高量内热入生 缺战单在产蒸乙加温经高裂稀产 的略位值下品汽烯2烯意1建进收裂和 （2设）费我用国原低油13偏~重15，%发，展原石料化消产耗品降原料低的10石~脑20油%产， 量少能，耗M降TO低为3解0%决。此矛盾提供了一条重要途径。 （气3地采催过）区用化程为，M裂最我T发O国解有展工原技前石艺油术途化可资工具的对源业有工现分创有的艺布造的优技不条石均点术件脑，，之。油特使一裂别其。解是成制西为乙南改烯缺装进油置富裂进解
第一节 乙烯的生产方法
反M应TO器合与成加路热线炉，是融以为天一然体气，或称煤为为裂主要解原炉料。，原先料生
乙 烯 的 生 产 方 法
一、管式炉 裂解技术
二、催化裂 解技术
三、合成气 制乙（MTO）
在火辐温解释产烃世另义（的辐焰射下。蒸1合的纪外：烯催行率据解丙）射、管进同汽成路有，烃化，。俄的烯我炉产管行时，气线望M产裂可罗技生国T，，成品管生壁，为故O天解以斯术产合完为。技内的传管降也然即降有经成成全生术流烟给内低称气烃低机济本气不产在过道管无烃为价再依烯类反合比比我格，气内催分蒸转赖烃裂应成较蒸国较管、物化压汽化于的应解温研，汽高外炉料剂，裂为石重用反度究认裂，通墙，，目解甲油要还但应，院为解醇 。 路过辐裂也前技具可在提对催低， 在 线有燃射解称大术用有高催化1然 石 。以料加反为多。0于催选化裂后 油%下燃热应石采生由 日左化择裂解特产烧将在油用甲 益右剂性解单殊高的热管烃加醇 短的，存和和位附高量内热入生 缺战单在产蒸乙加温经高裂稀产 的略位值下品汽烯2烯意1建进收裂和 （2设）费我用国原低油13偏~重15，%发，展原石料化消产耗品降原料低的10石~脑20油%产， 量少能，耗M降TO低为3解0%决。此矛盾提供了一条重要途径。 （气3地采催过）区用化程为，M裂最我T发O国解有展工原技前石艺油术途化可资工具的对源业有工现分创有的艺布造的优技不条石均点术件脑，，之。油特使一裂别其。解是成制西为乙南改烯缺装进油置富裂进解
《石油化工基础》教学课件—4.1石油烃类的热裂解
石油化工
基础石化产品主要包括:乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇等。
石油化工
石油化工有机原料工业的发展，也促进了我国有机合成工业的发展，塑料、合成 橡胶、合成纤维的产量均成倍增长。石油化工原料合成的产品很多，如乙烯系列、丙 烯系列、丁二烯系列、三苯系列和其它副产物的综合利用等。
1
Part
影响反应管的寿命。 破坏了裂解的最佳工况。
4 Part 烃类裂解的工艺流程
裂解炉和急冷锅炉的清焦 条件：
裂解炉管管壁温度超过设计规定值。 裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值。 废热锅炉出口温度超过设计允许值，或废热锅炉进出口压差超过设计允许值。 方法： 停炉清焦 将进料及出口裂解气切断（离线）后，将裂解炉和急冷锅炉停车拆开，分别进行除 焦，用惰性气体和水蒸气清扫管线，逐渐降低炉温，然后通入空气和水蒸气烧焦。 在线清焦 加热炉在不停炉的情况下,对一管程切断进料,注入水,控制一定温度和时间,有固定的 操作程序,达到清焦的目的。
厂家制造，该项目乙烯装备国产化率达到78%； 茂名乙烯技术改造中，实现了大型裂解气压缩机和冷箱等关键设备的国产
化，该项目总共510台设备中448台是中国制造，国产化率达87.8%； 镇海炼化百万吨乙烯工程实现了三大核心机组之一的丙烯制冷压缩机的首
台国产化。
2
Part
裂解化学反应
Chemical reactions in hydrocarbon cracking process
烯和丁二烯等烃类。 环烷烃的脱氢反应生成的是芳烃，芳烃缩合最后生成焦炭，所以不能生成低级
烯烃，即不属于一次反应。
2 Part
裂解化学反应
芳烃的断侧链反应： 芳烃的热稳定性很高，芳香烃不易发生断裂; 由苯裂解生成乙烯的可能性极小; 烷基芳烃可以断侧链生成低级烷烃、烯烃和苯。
第一章石油烃热裂解
10
1、石油和天然气的供应状况和价格
石油和天然气的供应状况和价格对乙烯装置原料的选择
影响很大。
以美国为例:
70年代初，大部分乙烯原料是以轻质烃（乙烷或丙烷）
为原料，主要是由于美国有丰富的湿性天然气资源，富含
轻质烷烃。
70年代后期，由于天然气资源日益减少，几乎新增加的
乙烯能力都是采用石脑油和柴油。
但当石油输出国大幅度提高油价后，绝大多数乙烯装置
择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学
级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高
乙烯生产能力30%左右。
到目前为止，几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术，其它工艺路
线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验
的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
12
3、原料对装置投资的影响
在乙烯生产中，采用不同的原料建厂，投资差别很大 采用乙烷、丙烷原料，由于烯烃收率高，副产品很少 工艺较简单，相应地投资较少。 重质原料的乙烯收率低，原料消耗定额大幅度提高， 用减压柴油作原料是用乙烷的3.9倍，装置炉区较大，副产 品数量大，分离较复杂，则投资也较大。 随着国际上原料供求的变化，原料的价格也经常波动 因此，近来设计的乙烯装置，或对老装置进行改造， 均提高了装置的灵活性，即一套装置可以裂解多种原料。 但裂解炉可裂解原料的范围越宽，相应炉子的投资也 会越大。
方 法
三、合成气 制乙烯（MTO）
量少能，耗M降TO低为3解0%决。此矛盾提供了一条重要途径。 （气3地采催过）区用化程为，M裂最我T发O国解有展工原技前石艺油术途化可资工具的对源业有工现分创有的艺布造的优技不条石均点术件脑，，之。油特使一裂别其。解是成制西为乙南改烯缺装进油置富裂进解
1、石油和天然气的供应状况和价格
石油和天然气的供应状况和价格对乙烯装置原料的选择
影响很大。
以美国为例:
70年代初，大部分乙烯原料是以轻质烃（乙烷或丙烷）
为原料，主要是由于美国有丰富的湿性天然气资源，富含
轻质烷烃。
70年代后期，由于天然气资源日益减少，几乎新增加的
乙烯能力都是采用石脑油和柴油。
但当石油输出国大幅度提高油价后，绝大多数乙烯装置
择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学
级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高
乙烯生产能力30%左右。
到目前为止，几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术，其它工艺路
线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验
的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
12
3、原料对装置投资的影响
在乙烯生产中，采用不同的原料建厂，投资差别很大 采用乙烷、丙烷原料，由于烯烃收率高，副产品很少 工艺较简单，相应地投资较少。 重质原料的乙烯收率低，原料消耗定额大幅度提高， 用减压柴油作原料是用乙烷的3.9倍，装置炉区较大，副产 品数量大，分离较复杂，则投资也较大。 随着国际上原料供求的变化，原料的价格也经常波动 因此，近来设计的乙烯装置，或对老装置进行改造， 均提高了装置的灵活性，即一套装置可以裂解多种原料。 但裂解炉可裂解原料的范围越宽，相应炉子的投资也 会越大。
方 法
三、合成气 制乙烯（MTO）
量少能，耗M降TO低为3解0%决。此矛盾提供了一条重要途径。 （气3地采催过）区用化程为，M裂最我T发O国解有展工原技前石艺油术途化可资工具的对源业有工现分创有的艺布造的优技不条石均点术件脑，，之。油特使一裂别其。解是成制西为乙南改烯缺装进油置富裂进解
1石油烃热裂解PPT课件
2.原料对能耗的影响
使用重质原料的乙烯装置能耗远远大于 轻质原料，以乙烷为原料的乙烯装置生产 成本最低。
若乙烷原料的能耗为1，则丙烷、石脑油 和柴油的能耗分别是1.23、1.52、1.84。
美国比较了乙烯装置的生产成本，乙烷 生产乙烯的成本为270美元/吨，而轻柴油 为671美元/吨。
3、原料对装置投资的影响
解
概
述
➢生产乙烯和丙烯，还可联产丁二烯 以及苯、甲苯和二甲苯等产品
石油烃热裂解的主要目的
➢石油烃热裂解是基本有机化学工业
获取基本有机原料的主要手段
➢裂解能力的大小往往以基本有机化
学工业的最重要的基本有机原料乙
烯的产量来衡量。
国外乙烯发展动态
乙烯在世界大多数国家几乎都 有生产。
2004 年世界乙烯的总生产能力 已突破1 亿吨达到了11290.5万吨/年， 产量10387 万吨，主要集中在欧美 发达国家。随着世界经济的复苏， 乙烯需求增速逐渐加快，年均增速 达到4.3%，预计2010年需求量上升 到13346万吨，增量主要在亚洲地 区。
第二节 石油烃热裂解原料
一、裂解原料来源和 种类
一是天然气加工厂的轻烃， 如乙烷、丙烷、丁烷等;
二是炼油厂的加工产品， 如炼厂气、石脑油、柴油、 重油、渣油等，以及炼油厂 二次加工油，如焦化加氢油、 加氢裂化油等。
1、石油和天然气的供应状况 和价格
2.原料对能耗的影响 3、原料对装置投资的影 响 4、副产物的综合利用
第一章 石油烃热裂解
第一节 乙烯的生产方法 第二节 石油烃热裂解的原料 第三节 石油烃热裂解的生产原理 第四节 石油烃热裂解的生产工艺条件 第五节 石油烃热裂解的生产工艺流程 第六节 生产中异常现象的处理 第七节 化工生产中开、停车的一般要求
第一章烃类热裂解PPT课件
CnH2n →CmH2m+ Cn-mH2n-2m Ⅱ：脱氢反应：
CnH2n →CnH2n-2+H2
2020/9/27
16
(五)各族烃类热裂解反应规律
1.烷烃—正构烷烃最有利于生成乙烯， 丙烯，分子量愈小则烯烃的总收率愈高。异 构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子的正构烷 烃。随着分子量增大，这种差别越小。
第一章 烃类热裂解
教学基本要求：
1、了解不同烃类原料裂解的一般规律； 2、掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及其对烯
烃收率影响；
3、掌握各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的 影响；
4、了解管式裂解炉的结构、材料和炉型； 5、掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件； 6、熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。
键能
kJ/mol
346 343.1 338.9 341.8 314.6 325.1 310.9
8
裂解的规律性：
⑴ 键能：是把化合物该键断裂并把生成 的基团分开所需的能量。
1) 同碳原子数的烷烃，C－H键能大于C －C键能，故断碳链比脱氢容易。
2) 碳链越长的烃分子越容易断链。 3) 烷烃的脱氢能力与分子结构有关。叔 氢最易脱去，仲氢次之，伯氢又次之。 4) 有支链的烃容易断链或脱氢。
2020/9/27
6
一、烃类热裂解的一次反应
㈠烷烃热裂解 1.脱氢反应： CnH2n+2 → CnH2n+H2 2.断链反应： Cm+nH2(m+n)+2 → CmH2m+ CnH2n+2 3.裂解的规律性：
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7
表1-2(p23) 各种键能比较
碳氢键
H3C-H CH3CH2-H CH3(CH2)2-H (CH3)2CH-H CH3(CH2) 3-H CH3CH2CH(CH3)-H (CH3) 3C-H C-H(一般)
CnH2n →CnH2n-2+H2
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(五)各族烃类热裂解反应规律
1.烷烃—正构烷烃最有利于生成乙烯， 丙烯，分子量愈小则烯烃的总收率愈高。异 构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子的正构烷 烃。随着分子量增大，这种差别越小。
第一章 烃类热裂解
教学基本要求：
1、了解不同烃类原料裂解的一般规律； 2、掌握烃类裂解的一次反应和二次反应以及其对烯
烃收率影响；
3、掌握各个工艺参数和原料性质对裂解产物分布的 影响；
4、了解管式裂解炉的结构、材料和炉型； 5、掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件； 6、熟悉不同分离顺序流程及精馏分离的工艺参数。
键能
kJ/mol
346 343.1 338.9 341.8 314.6 325.1 310.9
8
裂解的规律性：
⑴ 键能：是把化合物该键断裂并把生成 的基团分开所需的能量。
1) 同碳原子数的烷烃，C－H键能大于C －C键能，故断碳链比脱氢容易。
2) 碳链越长的烃分子越容易断链。 3) 烷烃的脱氢能力与分子结构有关。叔 氢最易脱去，仲氢次之，伯氢又次之。 4) 有支链的烃容易断链或脱氢。
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一、烃类热裂解的一次反应
㈠烷烃热裂解 1.脱氢反应： CnH2n+2 → CnH2n+H2 2.断链反应： Cm+nH2(m+n)+2 → CmH2m+ CnH2n+2 3.裂解的规律性：
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7
表1-2(p23) 各种键能比较
碳氢键
H3C-H CH3CH2-H CH3(CH2)2-H (CH3)2CH-H CH3(CH2) 3-H CH3CH2CH(CH3)-H (CH3) 3C-H C-H(一般)
《石油管式裂解》课件
裂解炉的操作要点
预热：确保裂解炉在启动前达到预定温度
启动：按照操作规程启动裂解炉，确保安全
控制：实时监控裂解炉的温度、压力等参数，确保稳定运行
停炉：按照操作规程停炉，确保安全
维护：定期对裂解炉进行维护和保养，确保设备正常运行
安全：确保操作人员具备相关资质，遵守操作规程，确保安全
裂解炉的维护与保养
案例分析：对该公司的管式裂解设备配置和操作经验进行深入分析，总结其成功经验和存在的问题
某石油公司的管式裂解产品应用与市场销售情况分析
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
市场销售情况：产品销售量逐年增长，市场份额不断扩大
产品应用：管式裂解产品应用于石油化工、精细化工等领域
销售渠道：通过线上线下渠道进行销售，线上渠道占比逐渐提高
技术进步：不断改进和优化裂解工艺，提高生产效率和产品质量
市场需求：随着全球能源需求的增长，石油管式裂解的市场需求将持续扩大
环保要求：随着环保法规的日益严格，石油管式裂解需要更加注重环保和可持续发展
市场竞争：石油管式裂解市场竞争激烈，需要不断创新和优化产品结构，提高市场竞争力
石油管式裂解的安全与环保问题
噪声控制：采用先进的噪声控制技术，确保噪声排放达到环保标准
废水处理：采用先进的废水处理技术，确保废水排放达到环保标准
环境监测：建立完善的环境监测体系，确保环境质量符合环保标准
固体废物处理：采用先进的固体废物处理技术，确保固体废物排放达到环保标准
应急预案：制定完善的应急预案，确保在发生环境污染事件时能够及时有效应对
环保行业：用于处理废旧塑料、橡胶等废弃物，实现资源再利用
能源行业：用于生产燃料油、润滑油等
塑料行业：用于生产聚乙烯、聚丙烯等塑料原料
预热：确保裂解炉在启动前达到预定温度
启动：按照操作规程启动裂解炉，确保安全
控制：实时监控裂解炉的温度、压力等参数，确保稳定运行
停炉：按照操作规程停炉，确保安全
维护：定期对裂解炉进行维护和保养，确保设备正常运行
安全：确保操作人员具备相关资质，遵守操作规程，确保安全
裂解炉的维护与保养
案例分析：对该公司的管式裂解设备配置和操作经验进行深入分析，总结其成功经验和存在的问题
某石油公司的管式裂解产品应用与市场销售情况分析
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市场销售情况：产品销售量逐年增长，市场份额不断扩大
产品应用：管式裂解产品应用于石油化工、精细化工等领域
销售渠道：通过线上线下渠道进行销售，线上渠道占比逐渐提高
技术进步：不断改进和优化裂解工艺，提高生产效率和产品质量
市场需求：随着全球能源需求的增长，石油管式裂解的市场需求将持续扩大
环保要求：随着环保法规的日益严格，石油管式裂解需要更加注重环保和可持续发展
市场竞争：石油管式裂解市场竞争激烈，需要不断创新和优化产品结构，提高市场竞争力
石油管式裂解的安全与环保问题
噪声控制：采用先进的噪声控制技术，确保噪声排放达到环保标准
废水处理：采用先进的废水处理技术，确保废水排放达到环保标准
环境监测：建立完善的环境监测体系，确保环境质量符合环保标准
固体废物处理：采用先进的固体废物处理技术，确保固体废物排放达到环保标准
应急预案：制定完善的应急预案，确保在发生环境污染事件时能够及时有效应对
环保行业：用于处理废旧塑料、橡胶等废弃物，实现资源再利用
能源行业：用于生产燃料油、润滑油等
塑料行业：用于生产聚乙烯、聚丙烯等塑料原料
石油化工课件第一章烃类热裂解
裂解方法
轻质原料－管式炉裂解法 －以固体为载热体的：固定床、
重质原料 移动床和流化床裂解法； －以气体为载热体的：高温水 蒸气裂解法
一 热裂解过程的化学反应与反应机理
烃类热裂解过程复杂，单一组分裂解也会得到十分 复杂的产物。 烃类热裂解的化学反应包括：
脱氢、断链、二烯合成、异构化、脱氢环化、
脱烷基叠合E、v歧a化lu、at聚io合n、o脱nl氢y.交联和焦化等。 ted with A一sp次o反se应.：Sl即id由e原s 料fo烃r .类N经E热T裂3解.5生C成li乙en烯t和P丙ro稀fi的le 5.2
大自由基的分解常在位上发生，故也称裂解；H 与C H 3
相比较，裂解生成C H 3 的概率最大，因此产物中CH4 含量常高于H2含量
2 反应动力学 烃类裂解时，一次反应基本上可作为一级反应动力学 处理：
dC r kC
Evaluatiodnt only. ted with Aspo转s化e.率Sli：des flonr .Nv ETk3t .5 Clvi－e体n积t增P大率rofile 5.2
第一章 烃类热裂解
工业上获得低级烯烃的主要方法是将烃类热裂解
烃类热裂解制乙烯、丙稀等低级烯烃(并联产丁二烯、 苯、甲苯、二甲苯等芳烃)的工业，是石油工业中最
基本和最重Ev要a的lu部a门tio。n only. ted withCAo裂spp解yor原isge料h.tS2气液li0d态态1e烃烃9s-－－f2o天指0r1然各.N9气种EA、液Ts油态p3o田石.s5气油eC及产Pl凝品itey析nLt油tPd、r.o炼f厂ile气5.2
Co2p)y环rig烷h烃t 脱20氢1芳9构-2化01比9开A环s生po成s烯e烃P容ty易L；td.
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第一章 石油烃热裂解
第一节 乙烯的生产方法 第二节 石油烃热裂解的原料 第三节 石油烃热裂解的生产原理 第四节 石油烃热裂解的生产工艺条件 第五节 石油烃热裂解的生产工艺流程 第六节 生产中异常现象的处理 第七节 化工生产中开、停车的一般要求
的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10
第二节 石油烃热裂解原料
一、裂解原料来源和 种类
一是天然气加工厂的轻烃， 如乙烷、丙烷、丁烷等;
二是炼油厂的加工产品， 如炼厂气、石脑油、柴油、 重油、渣油等，以及炼油厂 二次加工油，如焦化加氢油、 加氢裂化油等。
1、石油和天然气的供应状况 和价格
乙烯能力都是采用石脑油和柴油。
但当石油输出国大幅度提高油价后，绝大多数乙烯装置
又转向以天然气为原料。
90年代，提高了汽油质量要求，使原来用于催化重整的
石脑油又成为乙烯裂解的原料。
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2.原料对能耗的影响
使用重质原料的乙烯装置能耗远远大于 轻质原料，以乙烷为原料的乙烯装置生产 成本最低。
若乙烷原料的能耗为1，则丙烷、石脑油 和柴油的能耗分别是1.23、1.52、1.84。
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。
3
了解国内外乙烯 生产现状及主要
生产方法
知识目标
掌握石油烃热裂 解的原理
熟悉石油烃热裂解 的生产步骤及相关
知识
4
根据化学反应规 律，能够判断原 料的优劣
能够分析如何选 择工艺条件
能力目标
能够画出石油烃热 裂解的工艺原理流
程图
5
石油烃
包括天然气、炼厂气、石脑油、 柴油、重油等，它们都是由烃 类化合物组成
8
表1－1中国乙烯需求预测
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第一节 乙烯的生产方法
反应器与加热炉融为一体，称为裂解炉。原料在
M辐TO射合炉成管路内线流，过是以，天管然外气通或过煤燃为料主燃要原烧料的，高先温生火产焰、
乙 烯 的
一、管式炉 裂解技术
二、催化裂
合的纪另义（产壁管低为成路有外：1催行率据解）生传内烃蒸气线望，化，。俄的我的给无分汽，，成M裂可罗技国T合完为烟管催压裂O天解以斯术成全生道内化，解技然即降有经气不产术气物剂目技气烃低机济再依烯在、料，前术价转赖烃类反合比我炉，也大。格化于的裂应成较国较墙裂称多为石重应解温研，高辐解为采甲油要用反度究认，射 反 石用醇。路还但应，院为， 在 线加应油加具可在提对催然 石 。热在烃入有用有高催化后 油以将管热稀于催选化裂由 日下热内裂释生甲 益化择裂解特产量高解蒸醇 短殊剂性解单高经温。汽生 缺的存和和位附辐下同，产 的战在产蒸乙加射进时故烯2略值1下品汽烯烃管行为也世意的进收裂和管，降称
7
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。
2.原料对能耗的影响 3、原料对装置投资的影 响 4、副产物的综合利用
11
1、石油和天然气的供应状况和价格
石油和天然气的供应状况和价格对乙烯装置原料的选择
影响很大。
以美国为例:
70年代初，大部分乙烯原料是以轻质烃（乙烷或丙烷）
为原料，主要是由于美国有丰富的湿性天然气资源，富含
轻质烷烃。
70年代后期，由于天然气资源日益减少，几乎新增加的
石 油
就是以石油烃为原料，利用石油烃在 高温下不稳定、易分解的性质，在隔 绝空气和高温条件下，使大分子的烃
烃
石油烃热裂解
裂
类发生断链和脱氢等反应，以制取低 级烯烃－乙烯和丙烯的过程。
解
概 述
➢生产乙烯和丙烯，还可联产丁二烯 以及苯、甲苯和二甲苯等产品
石油烃热裂解的主要目的
➢石油烃热裂解是基本有机化学工业
行扩能改造。由于MTO工艺对低级烯烃具有极高的选
择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学
级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高
乙烯生产能力30%左右。
到目前为止，几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术，其它工艺路
线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验
获取基本有机原料的主要手段
➢裂解能力的大小往往以基本有机化
学工业的最重要的基本有机原料乙
烯的产量来衡量。
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国外乙烯发展动态
乙烯在世界大多数国家几乎都 有生产。
2004 年世界乙烯的总生产能力 已突破1 亿吨达到了11290.5万吨/年， 产量10387 万吨，主要集中在欧美 发达国家。随着世界经济的复苏， 乙烯需求增速逐渐加快，年均增速 达到4.3%，预计2010年需求量上升 到13346万吨，增量主要在亚洲地 区。
美国比较了乙烯装置的生产成本，乙烷 生产乙烯的成本为270美元/吨，而轻柴油 为671美元/吨。
13
3、原料对装置投资的影响
在乙烯生产中，采用不同的原料建厂，投资差别很大 采用乙烷、丙烷原料，由于烯烃收率高，副产品很少 工艺较简单，相应地投资较少。 重质原料的乙烯收率低，原料消耗定额大幅度提高， 用减压柴油作原料是用乙烷的3.9倍，装置炉区较大，副产 品数量大，分离较复杂，则投资也较大。 随着国际上原料供求的变化，原料的价格也经常波动 因此，近来设计的乙烯装置，或对老装置进行改造， 均提高了装置的灵活性，即一套装置可以裂解多种原料。 但裂解炉可裂解原料的范围越宽，相应炉子的投资也 会越大。
生 产 方 法
解技术 三、合成气 制乙烯（MTO）
烯烃丙产烯品生。产成本比蒸汽裂解低10%左右，单位建 （2设）费我用国原低油13偏~重15，%发，展原石料化消产耗品原降料低的10石~脑20油%产，量 少，能M耗TO降为低解3决0%此。矛盾提供了一条重要途径。 （地3区采催过），用化程为发M裂最我T展国O解有石工原技前化艺油术途工可资业具的对源创有工现分造的艺有布条的优技不件石均点术。脑，，之油特使一裂别其。解是成制西为乙南烯改缺装进油置富裂进气解
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第一章 石油烃热裂解
第一节 乙烯的生产方法 第二节 石油烃热裂解的原料 第三节 石油烃热裂解的生产原理 第四节 石油烃热裂解的生产工艺条件 第五节 石油烃热裂解的生产工艺流程 第六节 生产中异常现象的处理 第七节 化工生产中开、停车的一般要求
的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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第二节 石油烃热裂解原料
一、裂解原料来源和 种类
一是天然气加工厂的轻烃， 如乙烷、丙烷、丁烷等;
二是炼油厂的加工产品， 如炼厂气、石脑油、柴油、 重油、渣油等，以及炼油厂 二次加工油，如焦化加氢油、 加氢裂化油等。
1、石油和天然气的供应状况 和价格
乙烯能力都是采用石脑油和柴油。
但当石油输出国大幅度提高油价后，绝大多数乙烯装置
又转向以天然气为原料。
90年代，提高了汽油质量要求，使原来用于催化重整的
石脑油又成为乙烯裂解的原料。
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2.原料对能耗的影响
使用重质原料的乙烯装置能耗远远大于 轻质原料，以乙烷为原料的乙烯装置生产 成本最低。
若乙烷原料的能耗为1，则丙烷、石脑油 和柴油的能耗分别是1.23、1.52、1.84。
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。
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了解国内外乙烯 生产现状及主要
生产方法
知识目标
掌握石油烃热裂 解的原理
熟悉石油烃热裂解 的生产步骤及相关
知识
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根据化学反应规 律，能够判断原 料的优劣
能够分析如何选 择工艺条件
能力目标
能够画出石油烃热 裂解的工艺原理流
程图
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石油烃
包括天然气、炼厂气、石脑油、 柴油、重油等，它们都是由烃 类化合物组成
8
表1－1中国乙烯需求预测
9
第一节 乙烯的生产方法
反应器与加热炉融为一体，称为裂解炉。原料在
M辐TO射合炉成管路内线流，过是以，天管然外气通或过煤燃为料主燃要原烧料的，高先温生火产焰、
乙 烯 的
一、管式炉 裂解技术
二、催化裂
合的纪另义（产壁管低为成路有外：1催行率据解）生传内烃蒸气线望，化，。俄的我的给无分汽，，成M裂可罗技国T合完为烟管催压裂O天解以斯术成全生道内化，解技然即降有经气不产术气物剂目技气烃低机济再依烯在、料，前术价转赖烃类反合比我炉，也大。格化于的裂应成较国较墙裂称多为石重应解温研，高辐解为采甲油要用反度究认，射 反 石用醇。路还但应，院为， 在 线加应油加具可在提对催然 石 。热在烃入有用有高催化后 油以将管热稀于催选化裂由 日下热内裂释生甲 益化择裂解特产量高解蒸醇 短殊剂性解单高经温。汽生 缺的存和和位附辐下同，产 的战在产蒸乙加射进时故烯2略值1下品汽烯烃管行为也世意的进收裂和管，降称
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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。
2.原料对能耗的影响 3、原料对装置投资的影 响 4、副产物的综合利用
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1、石油和天然气的供应状况和价格
石油和天然气的供应状况和价格对乙烯装置原料的选择
影响很大。
以美国为例:
70年代初，大部分乙烯原料是以轻质烃（乙烷或丙烷）
为原料，主要是由于美国有丰富的湿性天然气资源，富含
轻质烷烃。
70年代后期，由于天然气资源日益减少，几乎新增加的
石 油
就是以石油烃为原料，利用石油烃在 高温下不稳定、易分解的性质，在隔 绝空气和高温条件下，使大分子的烃
烃
石油烃热裂解
裂
类发生断链和脱氢等反应，以制取低 级烯烃－乙烯和丙烯的过程。
解
概 述
➢生产乙烯和丙烯，还可联产丁二烯 以及苯、甲苯和二甲苯等产品
石油烃热裂解的主要目的
➢石油烃热裂解是基本有机化学工业
行扩能改造。由于MTO工艺对低级烯烃具有极高的选
择性，烷烃的生成量极低，可以非常容易分离出化学
级乙烯和丙烯，因此可在现有乙烯工厂的基础上提高
乙烯生产能力30%左右。
到目前为止，几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术，其它工艺路
线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验
获取基本有机原料的主要手段
➢裂解能力的大小往往以基本有机化
学工业的最重要的基本有机原料乙
烯的产量来衡量。
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国外乙烯发展动态
乙烯在世界大多数国家几乎都 有生产。
2004 年世界乙烯的总生产能力 已突破1 亿吨达到了11290.5万吨/年， 产量10387 万吨，主要集中在欧美 发达国家。随着世界经济的复苏， 乙烯需求增速逐渐加快，年均增速 达到4.3%，预计2010年需求量上升 到13346万吨，增量主要在亚洲地 区。
美国比较了乙烯装置的生产成本，乙烷 生产乙烯的成本为270美元/吨，而轻柴油 为671美元/吨。
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3、原料对装置投资的影响
在乙烯生产中，采用不同的原料建厂，投资差别很大 采用乙烷、丙烷原料，由于烯烃收率高，副产品很少 工艺较简单，相应地投资较少。 重质原料的乙烯收率低，原料消耗定额大幅度提高， 用减压柴油作原料是用乙烷的3.9倍，装置炉区较大，副产 品数量大，分离较复杂，则投资也较大。 随着国际上原料供求的变化，原料的价格也经常波动 因此，近来设计的乙烯装置，或对老装置进行改造， 均提高了装置的灵活性，即一套装置可以裂解多种原料。 但裂解炉可裂解原料的范围越宽，相应炉子的投资也 会越大。
生 产 方 法
解技术 三、合成气 制乙烯（MTO）
烯烃丙产烯品生。产成本比蒸汽裂解低10%左右，单位建 （2设）费我用国原低油13偏~重15，%发，展原石料化消产耗品原降料低的10石~脑20油%产，量 少，能M耗TO降为低解3决0%此。矛盾提供了一条重要途径。 （地3区采催过），用化程为发M裂最我T展国O解有石工原技前化艺油术途工可资业具的对源创有工现分造的艺有布条的优技不件石均点术。脑，，之油特使一裂别其。解是成制西为乙南烯改缺装进油置富裂进气解