6 烃类裂解及裂解气分离演示文档.ppt
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单环或少环芳烃 多环芳烃 稠环芳烃 液体焦油 固体沥青质 焦炭
..........
各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律
1. 正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。 2. 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 3. 环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。 4. 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃 5. 有烷基的芳烃主要是烷基发生断碳键和脱氢反 应，有结焦的倾向 6. 正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃
原料： 石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、
柴油、重油等）；低分子烷烃（乙烷、丙烷）
主要产品： 三烯 （乙烯、丙烯、丁二烯） 三苯 （苯、甲苯、二甲苯）
..........
乙烯概况
世界石化工业最重要的基础原料之一 75%的石油化工产品由乙烯生产
2003年底，世界乙烯生产能力达到110.8Mt 2003年底，我国乙烯生产能力达到5.68Mt，
脱氢反应 ： CnH2n+2 → CnH2n+H2 (C—H键断裂)
断链反应 ： CnH2n+2 → CmH2m+ CkH2k+2 (m＋k=n)
..........
正构烷烃裂解规律
相同烷烃断链比脱氢容易 碳链越长越易裂解 断链是不可逆过程，脱氢是可逆过程 在分子两端断链的优势大 乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙
..........
6.1.2 裂解过程的热力学分析
裂解反应： 1、强吸热过程 2、均在高温低压下进行，气态烃视为理想气体 裂解反应的热效应
G (正烷) 53191 23805n (4.3472 105.62)T G (烯烃) 81556 2409.8m (142.12 105.29m)T
烯，甲烷在一般裂解温度下不发生变化
主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯 特点: 生产乙烯、丙烯的理想原料
..........
异构烷烃裂解规律
比正构烷烃容易裂解或脱氢 脱氢能力与分子结构有关，易难顺序为：
叔氢＞仲氢＞伯氢 随着碳原子数的增加，异构烷烃与正构烷烃
裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小
主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯、C4烯烃 特点: 异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率<<正构烷
烃裂解所得收率，而氢、甲烷、C4及C4以上烯 烃收率较高
..........
6.1.1.2 烯烃的裂解反应及反应规律 断链反应 在β位生成烯烃，无β位难裂解 脱氢反应 生成二烯烃和炔烃 岐化反应 生成不同烃分子 (烷烃、烯烃、炔烃) 双烯合成反应 二烯烃与烯烃生成环烯烃，再 脱氢生成芳烃 芳构化反应 C6以上烯烃脱氢生成芳烃
第6章 烃类裂解及裂解气分离
..........
目录
概述 6.1 烃类热裂解的理论基础 6.2 原料性质指标及工艺参数 6.3 裂解工艺过程及设备 6.4 裂解气的净化与分离 6.5 烃类催化裂解制烯烃进展
..........
概述
有机化学工业
石油炼制工业 石油化学工业 有机精细化工 食品工业 油脂工业
居世界第4位 中东、亚洲是新建、扩建裂解装置的重点地
域。
..........
国内外乙烯发展动态
国外
2004年，世界乙烯总生产能力达11290.5万吨/ 年，主要集中在欧美发达国家。
乙烯需求增速逐渐加快，年均增速达4.3%。 2010年需求量上升到13346万吨，增量主要在 亚洲地区。
国内
我国乙烯工业发展很快，乙烯产量逐年上升， 2005年达773万吨，居世界第三位。
主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃 特点：烯烃在反应中生成小分子烯烃的裂解是不
希望发生的，需要控制
..........
烯烃断裂位置
C-C-C-C-C
解离能Βιβλιοθήκη Baidu
341.92kJ/mol
341.92kJ/mol
αβ C=C-C-C-C
解离能
288.42kJ/mol 380.38kJ/mol
断链容易程度： 双键α位C-C< 烷烃C-C <双键β位C-C
Ar-CnH2n+1
R1
+
ArH+CnH2n Ar-CkH2k+1+CmH2m Ar-CnH2n-1 + H2
R2
R3
+ R4H
..........
6.1.1.5 裂解过程的结焦生碳反应
焦和碳的区别？
各种烃在高温下不稳定 900-1000℃以上经过炔烃中间阶段而生碳；
500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。
三烯
热裂解反应部分的学习内容
化学反应 ： 反应规律、反应机理、热力学与动力学分析
工艺参数和操作指标： 原料性质及评价； 裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度
工艺过程： 管式裂解炉
..........
6.1 烃类热裂解的 理论基础
..........
6.1.1 烃类裂解反应
6.1.1.1 烷烃
单环烷烃生成 乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成 C4以上烯烃、单环芳烃
..........
6.1.1.4 芳烃的裂解反应及反应规律
1、烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应 2、环烷基芳烃的脱氢和异构脱氢反应 3、芳烃缩合反应 产物：多环芳烃，结焦 特点：不宜做裂解原料
..........
Ar-CnH2n+1
2010年我国乙烯生产能力达1600万吨。 我国乙烯产量远不能满足经济社会快速发展的 要求，一半的乙烯来自进口。
..........
热裂解工艺总流程
原 料
热 裂 解
反应部分
芳烃
预 分
裂解气
馏
（
急
冷
）
汽裂 油解
净 化 （
深分 冷离
脱 酸 脱 水 脱 炔 ）
压精 缩馏 制分 冷离 系系 统统
分离部分
..........
丙烯、异丁烯等没有β位C-C→比相应的烷烃难裂解 C4以上的正烯烃有β位C-C →比相应的烷烃易裂解
..........
6.1.1.3 环烷烃的裂解反应及反应规律
裂解反应包括： 断链开环反应 脱氢反应 侧链断裂 开环脱氢
..........
..........
环烷烃的裂解反应规律
侧链烷基断裂比开环容易 脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃 五环比六环烷烃难裂解 比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦 主要产物：
汽油、煤油、柴油、润滑油 有机原料、三大合成材料
..........
石油工业
石油炼制
常减压精馏 催化裂化 催化加氢 催化重整
石油化工
烃类裂解 C4馏分 芳烃
原油加工得到各 种油品的过程
利用石油生产有 机化工原料产品
..........
烃类热裂解
石油二次加工过程，石油化工的基础；不用催化剂， 将烃类加热到750-900℃发生热裂解
..........
各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律
1. 正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。 2. 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯 3. 环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。 4. 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃 5. 有烷基的芳烃主要是烷基发生断碳键和脱氢反 应，有结焦的倾向 6. 正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃
原料： 石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、
柴油、重油等）；低分子烷烃（乙烷、丙烷）
主要产品： 三烯 （乙烯、丙烯、丁二烯） 三苯 （苯、甲苯、二甲苯）
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乙烯概况
世界石化工业最重要的基础原料之一 75%的石油化工产品由乙烯生产
2003年底，世界乙烯生产能力达到110.8Mt 2003年底，我国乙烯生产能力达到5.68Mt，
脱氢反应 ： CnH2n+2 → CnH2n+H2 (C—H键断裂)
断链反应 ： CnH2n+2 → CmH2m+ CkH2k+2 (m＋k=n)
..........
正构烷烃裂解规律
相同烷烃断链比脱氢容易 碳链越长越易裂解 断链是不可逆过程，脱氢是可逆过程 在分子两端断链的优势大 乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙
..........
6.1.2 裂解过程的热力学分析
裂解反应： 1、强吸热过程 2、均在高温低压下进行，气态烃视为理想气体 裂解反应的热效应
G (正烷) 53191 23805n (4.3472 105.62)T G (烯烃) 81556 2409.8m (142.12 105.29m)T
烯，甲烷在一般裂解温度下不发生变化
主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯 特点: 生产乙烯、丙烯的理想原料
..........
异构烷烃裂解规律
比正构烷烃容易裂解或脱氢 脱氢能力与分子结构有关，易难顺序为：
叔氢＞仲氢＞伯氢 随着碳原子数的增加，异构烷烃与正构烷烃
裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小
主要产物：氢、甲烷、乙烯、丙烯、C4烯烃 特点: 异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率<<正构烷
烃裂解所得收率，而氢、甲烷、C4及C4以上烯 烃收率较高
..........
6.1.1.2 烯烃的裂解反应及反应规律 断链反应 在β位生成烯烃，无β位难裂解 脱氢反应 生成二烯烃和炔烃 岐化反应 生成不同烃分子 (烷烃、烯烃、炔烃) 双烯合成反应 二烯烃与烯烃生成环烯烃，再 脱氢生成芳烃 芳构化反应 C6以上烯烃脱氢生成芳烃
第6章 烃类裂解及裂解气分离
..........
目录
概述 6.1 烃类热裂解的理论基础 6.2 原料性质指标及工艺参数 6.3 裂解工艺过程及设备 6.4 裂解气的净化与分离 6.5 烃类催化裂解制烯烃进展
..........
概述
有机化学工业
石油炼制工业 石油化学工业 有机精细化工 食品工业 油脂工业
居世界第4位 中东、亚洲是新建、扩建裂解装置的重点地
域。
..........
国内外乙烯发展动态
国外
2004年，世界乙烯总生产能力达11290.5万吨/ 年，主要集中在欧美发达国家。
乙烯需求增速逐渐加快，年均增速达4.3%。 2010年需求量上升到13346万吨，增量主要在 亚洲地区。
国内
我国乙烯工业发展很快，乙烯产量逐年上升， 2005年达773万吨，居世界第三位。
主要产物：乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃 特点：烯烃在反应中生成小分子烯烃的裂解是不
希望发生的，需要控制
..........
烯烃断裂位置
C-C-C-C-C
解离能Βιβλιοθήκη Baidu
341.92kJ/mol
341.92kJ/mol
αβ C=C-C-C-C
解离能
288.42kJ/mol 380.38kJ/mol
断链容易程度： 双键α位C-C< 烷烃C-C <双键β位C-C
Ar-CnH2n+1
R1
+
ArH+CnH2n Ar-CkH2k+1+CmH2m Ar-CnH2n-1 + H2
R2
R3
+ R4H
..........
6.1.1.5 裂解过程的结焦生碳反应
焦和碳的区别？
各种烃在高温下不稳定 900-1000℃以上经过炔烃中间阶段而生碳；
500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。
三烯
热裂解反应部分的学习内容
化学反应 ： 反应规律、反应机理、热力学与动力学分析
工艺参数和操作指标： 原料性质及评价； 裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度
工艺过程： 管式裂解炉
..........
6.1 烃类热裂解的 理论基础
..........
6.1.1 烃类裂解反应
6.1.1.1 烷烃
单环烷烃生成 乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成 C4以上烯烃、单环芳烃
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6.1.1.4 芳烃的裂解反应及反应规律
1、烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应 2、环烷基芳烃的脱氢和异构脱氢反应 3、芳烃缩合反应 产物：多环芳烃，结焦 特点：不宜做裂解原料
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Ar-CnH2n+1
2010年我国乙烯生产能力达1600万吨。 我国乙烯产量远不能满足经济社会快速发展的 要求，一半的乙烯来自进口。
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热裂解工艺总流程
原 料
热 裂 解
反应部分
芳烃
预 分
裂解气
馏
（
急
冷
）
汽裂 油解
净 化 （
深分 冷离
脱 酸 脱 水 脱 炔 ）
压精 缩馏 制分 冷离 系系 统统
分离部分
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丙烯、异丁烯等没有β位C-C→比相应的烷烃难裂解 C4以上的正烯烃有β位C-C →比相应的烷烃易裂解
..........
6.1.1.3 环烷烃的裂解反应及反应规律
裂解反应包括： 断链开环反应 脱氢反应 侧链断裂 开环脱氢
..........
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环烷烃的裂解反应规律
侧链烷基断裂比开环容易 脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃 五环比六环烷烃难裂解 比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦 主要产物：
汽油、煤油、柴油、润滑油 有机原料、三大合成材料
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石油工业
石油炼制
常减压精馏 催化裂化 催化加氢 催化重整
石油化工
烃类裂解 C4馏分 芳烃
原油加工得到各 种油品的过程
利用石油生产有 机化工原料产品
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烃类热裂解
石油二次加工过程，石油化工的基础；不用催化剂， 将烃类加热到750-900℃发生热裂解