有机化工生产技术

熟悉石油烃热裂解 的生产步骤及相关
知识
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
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
石
油
烃 裂
Hale Waihona Puke Baidu石油烃热裂解
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 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。
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
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。
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。
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。
表1－1中国乙烯需求预测
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
M在TO辐合射成炉路管线内，是流以过天，然管气外或煤通为过主燃要料原燃料烧，先的生高温
乙 烯 的
一、管式炉 裂解技术
二、催化裂
产 烃 世 另 义 （火辐 温解释合的 纪 外 ：1催行率据解）焰射下。蒸成路有，俄化，。的我气线望、管进同汽M国罗裂可技T，，成产管行时，O天斯解以术合完为生壁，为故技然成全生有即降经术的传管降也气气不产机烃低济在价烟给内低称再依烯合类反比我格道管无烃为转赖烃国成裂应较较化于的气内催分蒸应高研解温，为石重、物化压汽用，究反度认甲油要炉料剂，裂还但醇。路院应，为具墙，，目解可，在线对在提催有用辐裂也前技然石。催以有高化于射解称大术后油下化生催选裂由日加反为多。特产裂化择解甲益热应石采殊高解醇短剂性单的将在油用附生缺和存和位战加热管烃加产的蒸在产乙略值量内热入烯意汽下品烯经高裂稀21裂进 收 和
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
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
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 的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
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 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。
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）
的烯丙烃烯产生品产。成本比蒸汽裂解低10%左右，单位建 （2设）费我国用原低油1偏3~重1，5%发，展原石化料产消品耗原降料低的石10脑~油20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。 （ 气地3采催过）区用化程为，M我裂最发T国O解有展工原石技前艺油化术途可资工具的对源业有现工分创有布的艺造的不优技条石均件点术脑，。，之油特使一裂别解其是。制西成乙南为烯缺改装油进置富裂进解
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