轻油裂解制乙烯的反应过程
石油烃热裂解制乙烯
石油烃热裂解制乙烯摘要：综述了石油烃热裂解制取乙烯的生产技术及工艺流程。
提出了我国石油烃裂解制乙烯技术的发展方向。
关键词：乙烯；石油烃热裂解；生产技术；工艺流程引言：乙烯工业是石化工业的“龙头”,其生产规模和水平已成为衡量企业技术实力的重要标志之一。
石化工业的基本有机化工原料包括三烯和三苯,均主要产自乙烯装置,生产规模大,产品及衍生物繁多,产品链长。
因此,提高乙烯生产能力是发展石油化工新技术、新产品的重要途径。
2006年世界乙烯的生产能力为1.176亿t/a,2007年增加到1.196亿t/a[1]。
2010年世界乙烯生产能力将达到1.55亿t/a,新增3800万t/a,其中一半集中于中东[2]。
我国乙烯工业经过近50a的发展,在生产能力和技术水平上都取得了长足进步,至2009年,国内乙烯产量达 1 178.5万t/a,已成为世界上仅次于美国的乙烯生产大国。
1.石油烃热裂解生产技术石油烃热裂解为目前制取乙烯和丙烯的主流方法[3]。
高反应温度和短停留时间有利于获得尽可能高的烯烃产率，也有利于减少副产物的生成，这要求在极短的时间内向裂解反应供给大量热量. 从传热的角度，热裂解可分为直接加热裂解和间接加热裂解，前者指热源不经传热介质将热量直接传给反应物，后者则需通过传热介质(反应管壁)向反应物传递热量。
间接加热裂解的典型代表是采用管式裂解炉的蒸汽裂解技术。
目前，绝大部分乙烯都是由蒸汽裂解产出的，全世界每年采用蒸汽裂解生产的乙烯约为1.2 亿吨[4]。
作为蒸汽裂解技术的核心，管式裂解炉技术经过长期的不断改进，性能已近完善。
1.1 原料构成裂解原料种类对乙烯收率有重要影响，由于原料费用占乙烯生产70%-75%(以石脑油和轻柴油为原料)，而乙烯成本又直接影响其下游产品的成本，因此如何优选原料倍受乙烯生产者的关注[5]。
世界乙烯的原料结构见表1。
1.2 裂解炉大型化由于裂解炉占乙烯装置投资的30%左右，因此，为了适应乙烯装置大型化的技术发展趋势，各乙烯技术专利商纷纷推出新的大型化裂解炉。
石油烃类裂解制乙烯-基本有机化工第一章
02 石油烃裂解制乙烯的原理
烃类裂解反应
01
烃类裂解反应是利用热能或催化 剂使石油烃类在高温下发生化学 反应，将长链烃转化为短链烃和 烯烃的过程。
02
裂解反应可以将石油中的重质油 转化为轻质油，如汽油、煤油等 ，同时也可以得到大量的乙烯、 丙烯等基本有机化工原料。
反应机理
01
石油烃裂解反应主要分 为链引发、链增长和链 终止三个阶段。
02
在链引发阶段，自由基 从烃分子上脱离，形成 新的自由基。
03
在链增长阶段，自由基 与烃分子碰撞，不断发 生反应，生成更多的短 链烃和烯烃。
04
在链终止阶段，自由基 之间发生反应，使自由 基消失。
影响因素
01
02
03
04
温度
高温有利于裂解反应的进行， 提高反应速度和产物收率。
压力
适当的压力可以抑制自由基的 分解，提高产物收率。
管式反应器是一种常用的石油烃裂解反应设备，其结构简单、操作方便、传热效率 高。
管式反应器通常由一组平行排列的管子组成，原料在管内流动，通过加热炉加热后 发生裂解反应。反应产物在管内迅速冷却，以抑制二次反应的发生。
管式反应器的长度和管径根据工艺要求和原料性质进行选择，以保证足够的裂解反 应时间和产物质量。
产品分离与精制
气体分离
将裂解产生的气体进行冷 凝和分离，得到不同组分 的烃类产品。
液体分离
对裂解产生的液体进行分 离和精制，得到高纯度的 乙烯、丙烯等产品。
副产物处理
对裂解产04 石油烃裂解制乙烯的设备 与装置
加热炉
加热炉是石油烃裂解制乙烯过程中的重 要设备，其作用是将原料加热至高温，
使其发生裂解反应。
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展
催化裂解制烯烃工艺及催化剂研究进展摘要：低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等）是非常重要的基本有机化工原料，特别是乙烯的生产能力常被视为一个国家和地区石油化工发展水平的标志。
由于储能电池技术井喷式发展和环保要求进一步严格，电动汽车凭借行驶过程近零污染、节能、低使用成本的优势，替代燃油汽车成为不可逆转的发展趋势，随之而来将是交通用油消费量急剧下降。
因此，石油加工企业应提前布局实现由“燃油型”向“化工型”转型升级。
关键词：催化裂解制；烯烃工艺；催化剂引言低碳奥氏体是生产聚合物(聚乙烯和聚丙烯)的主要化学材料之一,也是石化工业的主要产品之一。
目前国内乙烯和丙烯供应不足,乙烯自给率约为64%,丙烯自给率约为77%,仍需大量进口。
此外,丙烯/乙烯需求比率上升,而产量比率下降。
随着化学工业的发展,对低碳奥氏体的需求迅速增长,其产量已成为经济发展的重要指标。
低碳奥氏体主要是通过热裂解或催化裂解获得的,其中热裂解技术是制造低碳奥氏体的主要技术,但热裂解反应温度高,二氧化碳排放量大;催化裂化反应温度低、目标产物收率高已成为近年来该技术的发展和应用前景。
用于生产低碳烯丙烯的原料可以是乙烷,丙烷,丁烷,也可以是轻/重型油脂,汽油,减压柴油等。
由于催化剂是影响催化裂解过程的重要因素,因此本文综述了轻质(轻油)作为低碳奥氏体催化剂生产率原料的研究进展。
1.催化性能影响因素制备方法对催化性能的影响，制备方法影响着金属颗粒在载体上的分散程度、载体与金属的相互作用力以及金属颗粒大小，从而影响催化剂的性能。
甲烷催化裂解反应中常用的制备方法有浸渍法、熔融法和共沉淀法等。
Guo等使用浸渍法和共沉淀法制备了一种由混合金属氧化物和氧化铝负载的Ni基催化剂。
研究发现与共沉淀法相比，浸渍法制备的催化剂中Ni颗粒发生了团聚。
这主要是因为在共沉淀法制备的催化剂中，Ni与载体之间的强相互作用力抑制了Ni颗粒的团聚。
Lazaro等比较了浸渍法和熔融法制备的Ni/TiO2催化剂的活性，研究发现浸渍法制备的催化剂初始活性较高，氢气产率为80%，但在反应200分钟后氢气产率迅速下降至40%。
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，避免二次反应的发生反应产物是复杂的混合物热裂解的供热方式如下所示：直接供热法：工艺复杂，裂解气质量低，成本过高。
其裂解工艺一直没有很大发展！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）→裂解气分离→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；裂解反应器型式；裂解方法等。
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，液态裂解产物收率逐渐增加。
*包括乙烷循环裂解原料的PONA值常常被用来判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我国轻柴油作裂解原料是较理想的。
2. 原料氢组成定义：是指原料烃分子中氢原子的质量百分比，不包含溶解的H2烃类裂解过程也是氢在裂解产物中重新分配的过程。
原料含氢量对裂解产物分布的影响规律，大体上和PONA值的影响一致。
表1-9位各种烃和焦的含氢量比较。
表1-9 各种烃和焦的含氢量可以看出，碳原子数相同时，含氢量：烷烃＞环烷烃＞芳烃。
含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙烯收率也高。
对重质烃类的裂解，按目前的技术水平，原料含氢量控制在大于13%（质量），气态产物的含氢量控制在18%（质量），液态产物含氢量控制在稍高于7～8%（质量）时，就容易结焦，阻塞炉管和急冷换热设备。
图1-3给出了不同含氢量原料裂解时产物收率。
从图中可以看出：含氢量 P＞N＞A 液体产物收率 P＜N＜A乙烯收率 P＞N＞A 容易结焦倾向 P＜N＜A3. 芳烃指数（BMCI）定义：BMCI=48640/TV+473.7×d15.615.6－456.8TV=(T10+ T30+ T50+ T70+ T90)/5TV—体积平均沸点，KT10、T30…—分别代表恩氏蒸馏馏出体积为10%，30%…时的温度，K基准：n-C6H14的BMCI=0芳烃的BMCI=100因此，BMCI值越小，乙烯收率越高，当BMCI﹤35时，才能做裂解原料。
轻油裂解气低压深冷分离制乙烯
摘要乙烯是有机化工领域重要的产品之一，石油裂解气制乙烯是合成乙烯的一种重要方法。
深冷分离法是净化裂解气的一种重要方法，根据温度、压力的不同分为高压和低压两种方法。
本设计采用石油裂解气低压深冷分离的方法制乙烯：（1）首先从给定的数据上知道了裂解气的组成，然后考虑经过除杂后的组成，根据给出的裂解气的回收率，计算各个组分在塔顶塔底的含量，再计算泡点温度和露点温度，根据泡点温度和露点温度计算气化率，之后计算回流比和板效率，从而确定实际塔板数；（2）热平衡的计算；（3）塔的水力计算和塔板计算，经过计算，求出塔高、塔径等一系列塔的参数，完成了塔主体设备的计算；(设计结果叙述出来)（4）车间的布置。
关键词：裂解气；低压法；深冷分离；乙烯；关键组分AbstractEthylene is an important organic chemical industry one of the products, oil cracked gas ethylene is an important method of synthesis of ethylene. Cryogenic separation of cracked gas purification method is an important method, according to the temperature and pressure were divided into high and low pressure two ways.The design uses low-pressure cryogenic gas oil cracking method of separation of ethylene: (1) First, from the data given that the pyrolysis gas composition, so that later, after considering the composition through the impurity, according to the recovery of pyrolysis gas given rates, the various components of the content in the top of the tower bottom of the column, followed by calculation of bubble point temperature and dew point temperature, according to the temperature and dew point temperature, bubble point calculation gasification efficiency, followed by calculation of the efficiency of reflux ratio and the board to determine the actual plate number; (2) the heat balance calculation; (3) tower tray hydraulic calculations and calculation, after calculation, find the tower, tower diameter and other parameters of a series of towers, the tower of the main equipment to complete the calculation (4) workshop layout ( 5) Show the design process used in the proprietary symbol (6) summarizes the work on the design Many of the design process with reference to literature, to a large number of look-up table and calculation. Part of the chart extract to the design, reference is also cited in the design。
乙烷制乙烯工艺流程
乙烷制乙烯工艺流程乙烯是一种重要的化工原料，广泛用于制造塑料、合成橡胶、合成纤维等领域。
乙烯的生产方法有很多种，其中以乙烷制乙烯是一种常用的工艺流程。
下面将介绍乙烷制乙烯的工艺流程。
1. 乙烷的裂解乙烷是一种碳数较小的烷烃，可以通过热裂解的方法来制备乙烯。
在工业生产中，通常采用催化裂解的方法。
首先，将乙烷和一定量的催化剂（通常是氧化铝）加入到裂解炉中，然后加热至800-900摄氏度。
在高温下，乙烷分子会发生裂解反应，生成乙烯和其他副产物。
裂解反应的化学方程式如下：C2H6 → C2H4 + H22. 分离纯化经过裂解反应后，产生的混合气体中含有乙烯、氢气和少量的杂质。
为了得到纯净的乙烯，需要对混合气体进行分离和纯化。
首先，将混合气体送入冷却器中，使其冷却至液态，然后通过分馏的方法将乙烯和氢气分离。
在此过程中，还需要对乙烯进行脱氢、脱硫等处理，以去除杂质。
3. 储存和运输经过分离纯化后的乙烯被储存在储罐中，待用于后续的生产。
同时，乙烯还需要进行包装和运输，通常采用液体化的方式进行。
在运输过程中，需要注意避免乙烯与空气中的氧气发生不良反应，以免造成安全事故。
4. 后续加工生产出的乙烯可以用于制造聚乙烯、乙烯醇、乙烯醚等化工产品。
在这些产品的生产过程中，乙烯需要进行进一步的加工和反应，以满足不同产品的要求。
例如，制备聚乙烯时，需要将乙烯进行聚合反应，形成高分子聚合物。
总结乙烷制乙烯是一种重要的工业生产工艺，通过乙烷的裂解反应可以得到乙烯这种重要的化工原料。
在整个生产过程中，需要严格控制工艺条件，确保产品的质量和安全。
同时，乙烯的生产还需要考虑环保和能源消耗等问题，以实现可持续发展。
希望通过不断的技术创新，能够提高乙烷制乙烯工艺的效率和环保性，为化工行业的发展做出贡献。
轻质油催化裂解制烯烃
化工轻油催化裂解制烯烃研究背景随着低碳烯烃产业的不断发展，直接带动了橡胶、塑料、纺织、建筑材料、化工机械、包装材料、交通运输以及汽车制造等相关行业的进步，持续影响着人民生活的方方面面，与国民经济息息相关。
尤其是乙烯和丙烯作为重要的有机化工原料，在石化行业以及人们的日常生活中都发挥着重要的作用。
其中乙烯的产能能够体现一个国家石化工业水平，而丙烯作为一种重要的基本有机合成原料，在聚丙烯行业占重要地位。
随着我国众多乙烯改扩建项目的推进，我国石油行业的炼油能力和烯烃产能还将进一步扩大，同时炼厂副产的重整拔头油、戊烷油等的产量也在大幅度的增加。
这些富含C5/C6的烷烃（如重整拔头油、戊烷油等）因本身辛烷值不高，不能直接作为车用汽油，而且价格低廉、运输成本高，对炼厂来说属于低价值产品，因此长期以来一直未能得到有效的利用。
对于轻质烃的高效利用，可从其组分入手，针对不同组分的不同含量，做出合理的利用方案。
首先重整拔头油是重整原料中沸点小于80℃的、在重整反应前被分馏拔头的馏分，是一种直馏轻石脑油，主要有含有4~6个碳的烷烃组成，烷烃含量高、环烷烃和芳烃含量低，是优质的裂解原料。
长期以来，国内外研究者轻质油或轻烃热裂解的工艺研究都十分重视。
因此可从轻质烃催化裂解的角度入手，对炼厂副产的C4、C5、C6等馏分加以有效利用。
催化裂解制取低碳烯烃蒸汽裂解低碳烯烃的主要来自于蒸汽裂解和催化裂化。
蒸汽裂解工艺是最传统的低碳烯烃生产工艺，在高温（800℃左右），有水蒸气参与的条件下进行热裂解反应生产乙烯、丙烯等产品。
虽然热裂解技术几十年来一直有所改进和发展，但仍受到以下几个方面的制约：1、热裂解反应一般需要在800~850℃的高温下进行，由于反应的强吸热特性和管壁的结焦倾向。
使得裂解炉中辐射管管壁往往要承受1000℃以上的高温，为此必须采用高昂的耐高温管材制造，导致工艺装置的投资一直居高不下；2、虽然热裂解工艺中需要定期清除沉积在管壁上的积碳，间歇停工会影响生产的连续性，增加烯烃的生产成本；3、为满足高温吸热反应的需要，需燃烧大量燃料（约占低碳烯烃生产总耗能的80%），导致大量有害气体（NOx 和COx）的排放。
第二章乙烯生产工艺简介
项目 石脑油 乙烷 丙烷 1995 52.4 27.6 9.4 2000 52.2 28.0 10.0 柴油 丁烷 其它 1995 6.3 3.3 1.0 2000 6.3 2.8 0.7
目前世界乙烯原料结构中，石脑油仍占主要地位，2003年 全球乙烯原料结构:石脑油 47.5%、轻烃 36.3%、柴油 4.6%、 其他 11.6%。
17
2. 加氢和脱氢
烯烃可以加氢成饱和的烷烃，例如：
C2H4+H2 C2H6 反应温度低时，有利于加氢平衡。 烯烃也可以进一步脱氢生成二烯烃和炔烃，例如： C2H4 C2H2+H2 CH3CH=CH2 CH3C≡CH+H2 CH3CH2CH=CH2 CH2=CH—CH=CH2+H2 从热力学分析，烯烃的脱氢反应比烷烃的脱氢反应推动 力更小，故需要更高的温度。
裂解炉及急冷换热气的操作指标见表1及表原料项目煤柴油乙烷反应管出口温度765820反应管入口温度600600反应管出口压力atm078107078107反应管内压力降atm1717停留时间秒04510蒸汽稀释比w075030急冷换热气工艺指标裂解原料出口温度535380停留时间秒005发生的蒸汽压力atm8686从裂解气中分离出燃料油及裂解气油部分裂解气经急冷油喷雾急冷至190后进入初分馏塔塔底分出燃料油裂解重油送至稀释蒸汽发生器利用其热量发生7kgcm表压的稀释蒸汽本身被冷却后一部分作为急冷油循环进入油急冷器使用另一部分作为急冷油被掺入塔底急冷油中以降低油的粘度抽出量由塔中段的液面控制其余部分作为燃料油送出系统外
乙烯工艺概况
中国石油四川石化有限责任公司 乙烯项目经理部
一、乙烯裂解工艺基本概况
1.乙烯主要原料
富含烷烃组份：乙烷、C4拔头油、石脑油、加氢尾油、 柴油等
2.装置组成
裂解岗位、急冷岗位、压缩岗位、冷分离岗位、热分岗 位、汽油加氢岗位、相应公用工程岗位
3.乙烯主要产品
主要产品：乙烯、丙烯、富含1,3丁二烯的裂解碳四、加 氢汽油、
CFT
35Kg/cm2G
脱
-108℃
甲 烷
塔
22Kg/cm2
3段压缩
干燥
C2加氢
乙 烯 塔
脱 乙 烷 塔
丙 烯 塔
双塔前脱丙烷
21Kg/ 6Kg/ cm2 cm2
乙烯 脱 丁 塔
乙烷
混合C4
C5+
丙烯
丙烷
三、三家专利商最新工艺流程
SW公司乙烯技术
原料
裂解炉
400℃
急冷油水 系统
40℃ 1.4段压缩
采用高低压前脱乙烷流程。高压塔顶
料进入碳二加氢，低压塔釜液送至脱 部分顺序切割乙烷
丙烷塔。
乙烯塔和乙烯制冷压缩机形成开始热 乙烯塔和乙烯制冷压缩机形成开始热泵。
泵。没有中间再沸器。乙烯机用户采 设有中间再沸器。乙烯机用户采用冷剂罐
用 U 形管釜式换热器。
与翅片式换热器组合方式。
高、低压双塔脱丙烷，约 50％的碳三在高
H2
乙 烯
CH4
塔
C2
加 氢
MAPD
脱
加氢
丙
烷
塔
脱
丁
塔
乙烷
丙 烯 塔 混合C4
裂解汽油
丙烯 丙烷
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
裂化裂解反应的具体过程流程以及原理
裂化裂解反应的具体过程流程以及原理下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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乙烯的生产工艺流程概述
乙烯的生产工艺流程概述乙烯是一种重要的有机化学品，在化工和塑料工业中具有广泛的应用。
乙烯的生产工艺流程通常包括石油炼制、蒸馏分离、烷烃裂化和乙烯分离等步骤。
本文将概述乙烯的生产工艺流程，介绍每个步骤的基本原理和关键操作。
1. 石油炼制：乙烯的生产通常从石油炼制开始。
石油是一种复杂的混合物，其中包含许多碳氢化合物。
通过石油炼制，可以将石油分离成不同碳数的烃类混合物，其中包括乙烯的前体物质。
2. 蒸馏分离：经过石油炼制得到的原料石油馏分将进行蒸馏分离，目的是将混合物中的乙烯前体物质分离出来。
蒸馏过程中，通过控制温度和压力，使得不同碳数的烃类在不同的蒸馏塔中分离出来。
得到含有乙烯前体物质的馏分。
3. 烷烃裂化：烷烃裂化是乙烯的主要生产方法之一。
在烷烃裂化过程中，乙烯前体物质（如丙烷、丁烷等）被分解成乙烯和其他副产物。
这一过程通常在高温和一定压力下进行，同时使用催化剂增加反应速率。
裂化反应后，产生的混合气体中含有乙烯。
4. 乙烯分离：乙烯分离是为了将乙烯从混合气体中分离出来，以便进一步的处理和应用。
乙烯分离通常采用吸附分离或者膜分离等方法。
其中，吸附分离是将混合气体通过吸附剂，使乙烯被吸附，进而实现分离的过程。
膜分离是利用聚合物膜的分离特性，根据不同化学物质穿过膜的速率不同，从而实现乙烯的分离。
总结回顾：乙烯的生产工艺流程可以从石油炼制开始，经过蒸馏分离、烷烃裂化和乙烯分离等步骤。
石油炼制将石油分离成不同碳数的烃类混合物，蒸馏分离将乙烯前体物质从原料中分离出来，烷烃裂化将乙烯前体物质分解成乙烯和其他副产物，乙烯分离将乙烯从混合气体中分离出来。
这些步骤相互配合，能够高效地生产乙烯。
对于乙烯的生产工艺流程，我认为可以进一步探讨以下几个方面：1. 各个步骤中的工艺条件和操作参数如何影响乙烯的产率和质量？2. 对于乙烯的分离过程，不同的分离方法有哪些优缺点？如何选择最适合的分离方法？3. 在烷烃裂化中产生的副产物有哪些？如何处理和利用这些副产物，以实现资源的高效利用和环境的可持续发展？通过这样的深入探讨，我们可以更全面、深刻地了解乙烯的生产工艺流程，以及相关的技术和环境问题。
乙烯制备方法
乙烯制备方法
乙烯是一种重要的有机化学物质，常用于制备聚乙烯、乙烯基杂化体和其他有机化合物。
下面是一些常见的乙烯制备方法：
1. 石油裂解：将石油或石油副产物暴露在高温和高压下，使其裂解生成乙烯和其他碳氢化合物。
该方法是目前乙烯主要的工业生产方法。
2. 乙烷氧化：将乙烷与氧气反应，生成乙烯和水。
这是一种常见的实验室制备乙烯的方法。
3. 三氯乙烯脱氯：将三氯乙烯与碱反应，通过脱氯反应生成乙烯。
这是一种常见的有机合成方法。
4. 二甲基亚砜裂解：使用二甲基亚砜(DMSO) 作为反应介质，通过加热裂解，生成乙烯和二甲基亚砜的分解产物。
5. 乙烷脱氢：通过将乙烷在高温和高压下与催化剂反应，使其脱氢生成乙烯。
6. 乙醇脱水：将乙醇与酸性催化剂（如浓硫酸或磷酸）反应，使其脱水生成乙烯。
这些是一些常见的乙烯制备方法，每种方法都有其特定的适用条件和优势。
具体的选择取决于生产规模、反应条件和反应物的可用性等因素。
轻质原料裂解制乙烯路径分析
轻质原料裂解制乙烯路径分析近年来我国乙烯工业取得快速发展，国内供应能力大幅提高，但由于下游需求增长迅速，当量自给率总体依然维持较低水平，总量不足的矛盾依然存在。
2017年我国乙烯产能合计约2367万t/a，产量2269万t，我国乙烯当量消费量约4150万t，当量满足率约55%。
预计到2025年我国乙烯产能将达到3773万t/a，当量消费需求为5423万t，预计当年乙烯产量为3395万t，自给率将提升到63%左右，但自给率仍然较低，市场仍有较大缺口。
为了缓解乙烯供需矛盾，我国乙烯项目建设速度迅猛。
在当前较低原油价格的背景下，煤(甲醇)制烯烃的竞争力低于石油路线，新建乙烯装置仍多采用蒸汽裂解制乙烯。
近两年，国内拟建和在建的蒸汽裂解乙烯项目主要集中于两条加工路线：通过炼化一体化方式或者通过进口乙烷方式建设乙烯项目。
长久以来，我国炼化一体化项目乙烯裂解原料结构偏重，相对中东、北美以廉价乙烷和轻烃为原料的乙烯装置，我国主要以液体原料为主，原料组成大多为：轻柴油、石脑油、抽余油、加氢尾油、轻烃及其他，较重的原料导致乙烯产品收率偏低，因此需要优化乙烯原料结构，增加乙烷、丙烷、丁烷等轻烃原料比例，以提高烯烃收率，增加乙烯项目竞争力。
另外，对于进口乙烷裂解制乙烯项目，该加工路线具有烯烃收率高、副产品少、工艺简单、投资较小、三废排放少等优势，目前国内拟建产能超出1 000万t/a，但这类项目均处于前期阶段，没有实质性进展，主要原因是乙烷资源是否能持续稳定供应的问题迟迟无法落实。
乙烯原料轻质化是我国乙烯发展的必然趋势，然而以乙烷、丙烷为代表的轻质乙烯原料在加工生产上却具有较大的差异，本文将针对乙烷、丙烷这两种物料从原料来源、裂解性质、加工流程、加工成本等方面进行逐一分析，以供乙烯企业在进行原料选择时作为参考。
1 原料来源1.1 乙烷来源2017年全球乙烷产量约7 900万t，其中北美乙烷产量占全球40%，这主要是因为美国页岩气革命带来充裕的乙烷原料供应。
制乙烯方法
制乙烯方法
乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料、橡胶、化学纤维等领域。
制乙烯的方法有多种，其中较为常见的是石油裂解法和天然气裂解法。
本文将重点介绍以石油为原料的制乙烯方法。
石油裂解法是以石油为原料，通过加热和催化作用将长链烷烃分解成短链烷烃，其中乙烯便是其中之一。
这种方法主要分为热裂解法和催化裂解法两种。
热裂解法是将石油加热至600-800℃，然后通过淬火或快速降温的方式使其分解成短链烷烃和乙烯。
这种方法简单易行，但需要大量能源和设备投资，且产品中含有大量杂质和不纯物质。
催化裂解法是在加热的同时添加催化剂，使石油分解成短链烷烃和乙烯。
这种方法可以有效降低分解温度和能耗，同时减少产品中的杂质和不纯物质。
目前，常用的催化剂有氯化铝、氯化铬、氯化锌等。
在石油裂解法中，分解温度、催化剂种类和反应时间等因素均会影响乙烯的产率和质量。
一般来说，分解温度越高，产率越高但质量越差；反之亦然。
催化剂种类对产率和质量的影响也较大，不同催化剂对石油中不同成分的分解效果不同。
除了石油裂解法外，还有一种以煤为原料的制乙烯方法，即煤气化
法。
这种方法是将煤在高温和高压下与水蒸气反应，产生可燃气体，其中乙烯便是其中之一。
这种方法可以利用煤炭资源，但其产率较低且产品中含有大量不纯物质。
以石油为原料的制乙烯方法主要包括热裂解法和催化裂解法两种。
这些方法可以高效地生产出乙烯，但也存在能耗高、产物中杂质多等问题，需要不断改进和完善。
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研究生课程考试成绩单（试卷封面）任课教师签名：吴东方日期：2011年1月1号注：1. 以论文或大作业为考核方式的课程必须填此表，综合考试可不填。
“简要评语”栏缺填无效。
2. 任课教师填写后与试卷一起送院系研究生秘书处。
3. 学位课总评成绩以百分制计分。
东南大学研究生课程催化剂工程课程论文题目：轻油裂解制乙烯的反应过程院（系）：化学化工学院专业：化学工程与技术姓名：黄金金学号： 112244指导教师：吴东方东南大学化学化工学院2011年1月轻油裂解制乙烯的反应过程黄金金指导教师：吴东方摘要：综述了轻油制备乙烯技术的国内外研究进展，介绍了目前有代表性的研究成果以及催化裂解所用催化剂的研究进展，并对乙烯制备技术的开发前景进行了探讨，同时阐述了烃类催化热裂解的机理，根据研究成果提出了关于开发轻油热裂解制乙烯的催化剂研究的想法。
关键词：轻油催化裂解乙烯催化剂一、前言乙烯低碳烯烃作为重要基础原料，在石油化工行业起着至关重要的作用。
随着发展中国家(如中国和中东地区)对石化产品需求的增加，轻烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)的生产越来越受到各国的重视。
乙烯是石油化工最重要的基础原料，主要用途为生产聚乙烯、聚氯乙烯、环氧乙烷、乙二醇等有机化工原料，目前约有75%的石油化工产品以乙烯为原料生产。
目前全世界乙烯生产能力已经达到112.906Mt/a，预计2012年乙烯市场需求量将达到137.045Mt/a，国内外乙烯市场仍有较大发展空间。
乙烯主要来源于烃类裂解。
人们对石油烃(碳二以上饱和烷烃)高温裂解生产低碳烯烃的技术研究早在30年代就开始了，并于40年代初建成了管式炉裂解生产烯烃的工业装置。
经过近半世纪的发展，石油烷烃经管式炉热裂解生产乙烯至今仍是最主要的乙烯生产方法。
石油烷烃裂解最初采用天然气回收的乙烷、丙烷为原料，后来随着烯烃市场需求的增大，单纯依靠乙烷和丙烷为裂解原料远不能满足市场对烯烃的需求，裂解原料开始逐渐向重质化原料方向发展。
除使用轻质烷烃外，到60年代初逐步发展到大量使用石脑油，70年代又将裂解原料扩大到煤油，轻柴油以及重柴油。
采用石脑油为原料的蒸汽裂解所得乙烯收率一般为0.50一0.65。
管式炉裂解目前仍是最主要的乙烯生产方法。
除石油烃裂解之外，由炼厂气(焦化和催化裂化)回收乙烯、丙烯和丁烯是烯烃的另一主要来源。
虽然管式炉热裂解工艺已成功应用于工业生产，但是随着国家节能减排和环保政策的日益严格，其进一步的发展受到了较大的制约。
主要表现在:首先，热裂解反应一般需要在800一850℃的高温下进行，再加上裂解反应本身的强吸热特性和管壁的结焦倾向，使得裂解炉中辐射管管壁不得不要承受1000℃的高温，为此裂解炉必须采用耐高温催化裂解制乙烯是在高温蒸汽和酸性催化剂存在下，烃类裂解生成乙烯等低碳烯烃的技术。
该过程是以自由基反应为主，伴随着正碳离子反应，因而比蒸汽裂解反应温度低。
催化裂解制乙烯过程通过对固体酸催化剂的改性，可选择性地裂解生成以乙烯为主的低碳烯烃，收率50﹪以上，从而突破传统的催化裂化生产液相产品为主的技术路线。
石油化工是推动世界经济发展的支柱产业之一，而乙烯是石油化工的龙头产品，俗称“石油化工之母”。
目前约有75﹪的石油化工产品由乙烯生产，主要有聚乙烯、环氧乙烷、二氯乙烷、苯乙烯等[1]。
乙烯是生产有机原料的基础，其生产规模、产量、技术水平标志着一个国家石化工业发展的水平。
根据化学市场协(CMAI)统计，在近几年内，随着乙烯衍生物的需求增长，乙烯生产能力将大幅度增长。
随着石化行业竞争的加剧，各乙烯，一商在技术创新上加强了力度，并取得了很好的成果。
目前，中国大陆乙烯总产量为600余万t，根据国家规划，到2015年，乙烯产量要达到1400万t，到2020年，要达到2300万t。
但是照中国现在乙烯生产速度增长，到2020年也只能满足一半的社会需求，另外一半还是依靠进口。
生产乙烯的方法主要是采用蒸汽裂解技术(800℃左右)，其产量超过总产量的90﹪。
但蒸汽裂解工艺具有反应温度高，能耗大，需要昂贵的耐高温合金钢材料，操作周期短，炉管寿命低，释放大量一氧化碳，并且收率较低等缺点，制约了乙烯工业的进一步发展。
催化裂解是在催化剂存在下，对石油烃进行裂解来生产低碳烯烃的过程。
同蒸汽裂解相比，该过程反应温度比标准裂解反应约低50～200℃，因此，比普通蒸汽裂解能耗少，裂解炉管内壁结焦速率降低，从而延长操作周期，增加炉管寿命。
一氧化碳排放也会降低，并可灵活调整产品结构。
与传统的蒸汽裂解技术相比，这一技术可增加乙烯的收率，生产相同数量乙烯所用石脑油原料町减少，乙烯生产成本大幅度降低。
这一技术如实现工业化，将给以乙烯为原料的石化工业带来巨大的经济效益[2]。
目前，世界各国都在大力发展乙烯的新技术，如乙烷催化氧化脱氢[3]，石脑油催化裂解[4]，重质油催化裂解[5]，天然气制乙烯以及甲烷氧化偶联[6]等。
文章重点介绍其中有代表性的研究成果及开发前景。
二、乙烯制备技术的研究进展2.1 催化裂解技术催化裂解有利于提高裂解深度和选择性，并且能在比热裂解条件更缓和的条件下获得较高的烯烃收率，降低能耗，同时可以根据市场需求调节乙烯和丙烯的收率比，因此催化裂解技术受到普遍关注。
日本工业科学院材料与化学研究所和日本化学协会共同开发的多产丙烯的石脑油催化裂解新工艺，实现了大幅度地节能、降低环境负荷，并可按乙烯、丙烯市场供需变化灵活调整烯烃生成比例，丙烯与乙烯的质量比可由传统的0.6/1提高到0.7/1。
在实验室中，用质量分数10﹪的La/ZSM·5作催化剂，在温度650℃下，采用固定床反应器，乙烯和丙烯的总收率为61﹪，比传统的蒸汽裂解法提高10﹪以上[7]。
韩国汉城LG石化公司开发的一种石脑油催化裂解工艺与普通的蒸汽裂解工艺相比，乙烯收率提高20﹪，丙烯收率提高10﹪。
该工艺使用一种专有的金属氧化物催化剂，反应温度比标准裂解反应低约50～100℃，因此比普通蒸汽裂解能耗少。
该公司估计裂解炉管内壁结焦速率将会降低，从而可延长操作周期，增加炉管寿命，降低二氧化碳的排放[8]。
2.2 重质油裂解技术我国原油中轻质油含量普遍偏低，直馏石脑油和轻柴油一般只占原油的30﹪左右，因此，在我国发展重质油裂解技术研究具有极其重大的现实意义。
2000年北京石油化工科学研究院开发出催化热裂解制取乙烯，丙烯技术(CPP)[9]。
其特点是以重质油为原料，采用专门研制的酸性分子筛催化剂，操作条件比传统的蒸汽裂解制乙烯缓和，适合直接加工常压渣油尤其是石蜡基油，还町掺炼适量的减压渣油。
该技术于2000年10月至2001年1月在大庆炼化分公司进行了工业试验，试验装置是由一套127Yt/年的深度催化裂化工业装置改造而成的。
专家对该试验结果的鉴定评价是该技术成熟，工艺可靠，利用现有催化裂化装置进行适当改装来实施CPP工艺，是一条以重质原料在催化裂化基础上发展石油化工的新途经。
根据标定数据，装置一旦达到经济规模，其综合生产成本将低于蒸汽裂解装置。
2005年底，沈阳化工股份有限公司采用CPP技术开始建设国内第一套50万t/年催化热裂解制乙烯和丙烯装置，于2008年建成。
石油化工科学研究院开发了采用重油路线生产轻质烯烃的催化裂化(FCC)家族系列技术，如催化裂解(DCC)和催化热裂解(CPP)。
其中DCC技术的工业化装置已经运行，CPP技术的工业化试验也已完成。
工业试验结果表明，以大庆减压柴油掺56﹪的渣油为原料，按乙烯方案操作，乙烯收率可达20.37﹪，丙烯收率为18.32﹪。
洛阳石化丁程公司借鉴成熟的霞油催化裂化工艺技术，开发了一种重油催化裂解制乙烯工艺(HCC)和相应的催化剂[10-11]。
HCCT艺采用提升管反应器(或F行管式反应器)来实现高温(660～700℃)、短接触时间(小于2 s)的工艺要求。
30万t/年乙烯的HCC装置技术经济评价结果表明，用中等质量的常压渣油为原料时，其乙烯生产成本仅为同等规模的石脑油管式炉裂解乙烯的76﹪，具有较强的竞争力。
现已在黑龙江齐齐哈尔化工公司进行工业试验取得成功，达到世界同类技术的领先水平。
这套由催化裂化装置改造的HCC装置属世界上第一套重油直接裂解制乙烯的工业化装置，处理能力为6万t/年，原料为100﹪大庆常压渣油。
采用活性、选择性、稳定性均良好的LCM-5专用催化剂。
乙烯和丙烯的单程裂解质量产率分别达到22﹪和15.5﹪左右。
混合丁烯质量产率为8﹪，乙烯产率为6﹪～7﹪。
乙烷回炼后，乙烯产率町提高到26﹪～27﹪，丙烯产率提高对16﹪左右。
“十一五”期间我国还将兴建宁波、汕头等乙烯项目，汕头乙烯项目将建设乙烯、丙烯、丁二烯等16种产品生产装置，该项目将规划采用重油接触裂解(HCC)工艺新技术。
重油裂解技术将为乙烯产业的发展另辟蹊径。
2.3 烯烃裂解技术烯烃裂解技术是将较高级烯烃转化为乙烯、丙烯等较低级烯烃的烯烃转换技术[12]。
其工艺以烯烃的热力学平衡为基础，采用一种合适的催化剂(如改性的ZSM-5或其它类型的沸石)，把C4和C5等高碳烯烃转换为低碳烯烃(主要为乙烯、丙烯和丁烯)。
低碳烯烃具体组成与原料烯烃的碳数无关，由反应条件和催化剂决定。
通常使用的原料为蒸汽裂解装置的C4和C5馏分、FCC装置的C4馏分和汽油中的C5和馏分。
由于原料中的二烯烃易产生结焦，因此应预先将其选择性加氢转化成烯烃。
由于使用的催化剂寿命较短，因此通常选用有利于催化剂再生的FCC型反应器。
最近报道了可采用通过与蒸汽共存延长催化剂寿命的固定床反应器的新工艺。
目前Exxon Mobil/Washington公司、Lyondell/Halliburton KBR公司、Lurgi公司和Atofina/UOP公司可提供烯烃裂解技术转让，ABB Lummus公司正在进行其Auto-Metathesis工艺的半工业化试验。
2.4 C1制乙烯技术随着石油资源的日益匮乏，各大公司、研究机构纷纷寻找石油的替代方案，煤化工、C1化学研究正方兴未艾，如天然气直接制烯烃、天然气经合成气制烯烃、甲醇制烯烃等。
目前大量甲醇由天然气经合成气制得。
开发甲醇制烯烃技术，是大规模利用天然气作为化工原料的主要步骤。
Lurgi公司的甲醇制烯烃(MTP)技术和UOP/Hydro公司的甲醇制烯烃(MTO)技术较为成熟，虽然目前还没有工业化装置，但都已经有建设意向。
大连化学物理研究所的于春英等[13]研究了对甲烷氧化偶联具有较高活性和选择性的掺杂CaTi03催化剂对乙烷氧化脱氢的反应性能，发现同样具有较为优良的催化性能：在850℃、高空速1.44×1.05mL/(h·g)等条件下，乙烷转化率达到87.8﹪，乙烯选择性为63﹪。