章烃类热裂解
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BMCI ↑，乙烯收率↓，且易结焦 BMCI↓，乙烯收率↑，但液态产 物减少
3.3.4 特性因数（反映裂解原料芳香性的强弱）
CmH2m+2
CmH2m+H2
（3）环化反应（C5以上）
C H 3 (C H 2 )4 C H 3
H 2
各种键能比较
碳碳链越氢长键的烃分子k键J愈/m能易ol同裂C解正. 构碳烷烃碳断键链比脱氢容k键J易/m能。ol
H3C-H
426.8
CH3-CH3
346
CH3CH2-H
405.8
wenku.baidu.com
CH3-CH2-CH3
3.3.2 原料氢含量
H w(H2)H12C100%
原料中所含氢的质量百分数
C / H 12C H
碳氢比
➢ 适用于各种原料，用元素分析法测得。 ➢ 氢含量：烷烃>环烷烃>芳烃。含H↑，乙烯收率↑。 ➢ 目前技术水平， 氢含量易控制在高于13%（质量）. ➢ 因此低碳烷烃是首选的裂解原料，国外轻烃（C4以
364
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3
325.1 310.9
正构烷烃一次反应的ΔGθ和ΔHθ(1000K)
趋向两端断裂，生成分子量较大的烯烃。
正构烷烃 特点: 生产乙烯、丙烯的理想原料。
异构烷烃 特点: · 裂解所得乙烯、丙烯收率远较正构烷裂解
所得收率低，而氢、甲烷、C4及C4以上烯 烃收率较高。
3.1.2 烯烃的裂解反应
（1）断链反应 Cm+nH2(m+n)
CmH2m+CnH2n
（2）脱氢反应
C 4H 8 C 4H 6H 2
（3）歧化反应
2C3H6 C2H4C4H8 2C3H6 C2H6C4H6
（5）双烯合成反应
+
（6）芳构化反应
R
R
特点：除了大分子烯烃裂解能增加乙烯外，其余的 反应都消耗乙烯，并结焦。
（1）原料复杂：烃类热裂解的原料包括天然气、炼厂气、 石脑油、轻油、柴油、重油甚至是原油、渣油等；
（2）反应复杂：烃类热裂解的反应除了断裂或脱氢主反 应外，还包括环化、异构、烷基化、脱烷基化、缩合、聚 合、生焦、生碳等副反应；
（3）产物复杂：即使采用最简单的原料乙烷，其产物中 除了H2、 CH4、C2H4、C2H6外，还有C3、C4等低级烃 类和C5以上的液态烃。
催化剂）作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生
成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重
质烃类。
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 、
压精
脱
缩馏
水
制分
、
冷离
脱 炔 ）
系系 统统
分离部分
三烯
烃类热裂解非常复杂，具体体现在：
343.1
CH3CH2CH2-H 397.5
CH3CH2-CH2CH3
异构CH比3-正CH构(C烷H烃3)H更易裂38解4.或9 脱氢C.H3CH2CH2-CH3
338.9 341.8
CH3CH2CH2CH2-H 393.2
H3C-C(CH3)3
314.6
CH3CH2CH(CH3)H 376.6
CH3-C(CH3)2H
3.3.1 族组成(PONA值)
PONA值：各族烃的质量百分数含量。
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油。
原料P含量越高，（N+A）量愈小乙烯收率越大。
我国常压轻柴油馏分族组成
下和石脑油)占约90％,而目前国内重质油高达20％.
原料氢含量与乙烯收率的关系
u 乙烷的氢含量20％ u 丙烷为18.2％ u 石脑油为14.5％～15.5％ u 轻柴油为13.5％～14.5％
返回
3.3.3 芳烃指数(美国矿物局关联指数)
表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。
规定：苯的BMCI值为100，正己烷的BMCI值为0
二次反应的危害：不仅多消耗了原料，降低烯烃收率；增 加各种阻力；严重时阻塞设备、管道，造成停工停产，对 裂解操作和稳定生产都带来极不利的影响，所以要千方百 计设法抑制二次反应进行。
3.2.2 反应机理
自由基反应
引发
传递
终止
C 3H 8 C 2H 4C H 4
3.3 原料烃组成对裂解结果的影响
族组成 原料含氢量 芳烃指数 特性因素 几种原料裂解结果比较
3.1.3 环烷烃的裂解反应
裂解规律为： （1）长链环烷烃较无侧链的裂解时乙烯产率
高。先在侧链中间断侧链再裂解。 （2）脱氢成芳烃比开环容易。 （3）五元环较六元环更难裂解。 （4）环烷烃更易于产生焦炭。
3.1.4 芳烃的裂解反应
（1）在裂解条件下，芳环不开环。 （2）芳环侧链的断链或脱氢反应。
22
2
Cn
500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。
过程 炔烃
碳
芳烃
焦
H% 无H
碳 少量H
碳
3.2 热裂解的化学反应、反应机理
3.2.1 一次反应和二次反应
一次反应：由原料经高温裂解生成目的产物乙烯、 丙烯的反应（主要指脱氢和断链反应）。
二次反应：由一次反应生成的产物乙烯、丙烯出 发进一步反应，直至生成焦、碳的反应。
章烃类热裂解
乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子中具有双键，
化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共聚或自聚等反
应，生成一系列重要的产物，是化学工业的重要原料。工
业上获得低级烯烃的主要方法是将烃类热裂解。
烃类热裂解是将烃类原料（天然气、炼厂气、石脑油、
轻油、柴油、重油等）经高温（750℃以上）、低压（无
Ar-CnH2n+1
ArH+CnH2n Ar-CkH2k+1+CmH2m
（3）芳烃缩合，进一步生成焦的反应。
R1
R2
R3 R4
3.1.5 裂解过程中结焦生碳反应
各种烃在高温下不稳定
900-1000℃以上乙烯经过乙炔中间阶段而生碳
C C H H C H C H H C H C H H C H C H H C C
在低级不饱和烃中，以乙烯最重要，产
量也最大。乙烯产量常作为衡量一个国家基
本化学工业的发展水平的标志。
烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要为原料烃的热裂解和裂 解产物分离。
3.1 烃类裂解的反应规律
3.1.1 烷烃的裂解 （1）断链反应
Cm+nH2(m+n)+2
CnH2n+CmH2m+2
（2）脱氢反应
3.3.4 特性因数（反映裂解原料芳香性的强弱）
CmH2m+2
CmH2m+H2
（3）环化反应（C5以上）
C H 3 (C H 2 )4 C H 3
H 2
各种键能比较
碳碳链越氢长键的烃分子k键J愈/m能易ol同裂C解正. 构碳烷烃碳断键链比脱氢容k键J易/m能。ol
H3C-H
426.8
CH3-CH3
346
CH3CH2-H
405.8
wenku.baidu.com
CH3-CH2-CH3
3.3.2 原料氢含量
H w(H2)H12C100%
原料中所含氢的质量百分数
C / H 12C H
碳氢比
➢ 适用于各种原料，用元素分析法测得。 ➢ 氢含量：烷烃>环烷烃>芳烃。含H↑，乙烯收率↑。 ➢ 目前技术水平， 氢含量易控制在高于13%（质量）. ➢ 因此低碳烷烃是首选的裂解原料，国外轻烃（C4以
364
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3
325.1 310.9
正构烷烃一次反应的ΔGθ和ΔHθ(1000K)
趋向两端断裂，生成分子量较大的烯烃。
正构烷烃 特点: 生产乙烯、丙烯的理想原料。
异构烷烃 特点: · 裂解所得乙烯、丙烯收率远较正构烷裂解
所得收率低，而氢、甲烷、C4及C4以上烯 烃收率较高。
3.1.2 烯烃的裂解反应
（1）断链反应 Cm+nH2(m+n)
CmH2m+CnH2n
（2）脱氢反应
C 4H 8 C 4H 6H 2
（3）歧化反应
2C3H6 C2H4C4H8 2C3H6 C2H6C4H6
（5）双烯合成反应
+
（6）芳构化反应
R
R
特点：除了大分子烯烃裂解能增加乙烯外，其余的 反应都消耗乙烯，并结焦。
（1）原料复杂：烃类热裂解的原料包括天然气、炼厂气、 石脑油、轻油、柴油、重油甚至是原油、渣油等；
（2）反应复杂：烃类热裂解的反应除了断裂或脱氢主反 应外，还包括环化、异构、烷基化、脱烷基化、缩合、聚 合、生焦、生碳等副反应；
（3）产物复杂：即使采用最简单的原料乙烷，其产物中 除了H2、 CH4、C2H4、C2H6外，还有C3、C4等低级烃 类和C5以上的液态烃。
催化剂）作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生
成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重
质烃类。
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 、
压精
脱
缩馏
水
制分
、
冷离
脱 炔 ）
系系 统统
分离部分
三烯
烃类热裂解非常复杂，具体体现在：
343.1
CH3CH2CH2-H 397.5
CH3CH2-CH2CH3
异构CH比3-正CH构(C烷H烃3)H更易裂38解4.或9 脱氢C.H3CH2CH2-CH3
338.9 341.8
CH3CH2CH2CH2-H 393.2
H3C-C(CH3)3
314.6
CH3CH2CH(CH3)H 376.6
CH3-C(CH3)2H
3.3.1 族组成(PONA值)
PONA值：各族烃的质量百分数含量。
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油。
原料P含量越高，（N+A）量愈小乙烯收率越大。
我国常压轻柴油馏分族组成
下和石脑油)占约90％,而目前国内重质油高达20％.
原料氢含量与乙烯收率的关系
u 乙烷的氢含量20％ u 丙烷为18.2％ u 石脑油为14.5％～15.5％ u 轻柴油为13.5％～14.5％
返回
3.3.3 芳烃指数(美国矿物局关联指数)
表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。
规定：苯的BMCI值为100，正己烷的BMCI值为0
二次反应的危害：不仅多消耗了原料，降低烯烃收率；增 加各种阻力；严重时阻塞设备、管道，造成停工停产，对 裂解操作和稳定生产都带来极不利的影响，所以要千方百 计设法抑制二次反应进行。
3.2.2 反应机理
自由基反应
引发
传递
终止
C 3H 8 C 2H 4C H 4
3.3 原料烃组成对裂解结果的影响
族组成 原料含氢量 芳烃指数 特性因素 几种原料裂解结果比较
3.1.3 环烷烃的裂解反应
裂解规律为： （1）长链环烷烃较无侧链的裂解时乙烯产率
高。先在侧链中间断侧链再裂解。 （2）脱氢成芳烃比开环容易。 （3）五元环较六元环更难裂解。 （4）环烷烃更易于产生焦炭。
3.1.4 芳烃的裂解反应
（1）在裂解条件下，芳环不开环。 （2）芳环侧链的断链或脱氢反应。
22
2
Cn
500-900℃经过芳烃中间阶段而结焦。
过程 炔烃
碳
芳烃
焦
H% 无H
碳 少量H
碳
3.2 热裂解的化学反应、反应机理
3.2.1 一次反应和二次反应
一次反应：由原料经高温裂解生成目的产物乙烯、 丙烯的反应（主要指脱氢和断链反应）。
二次反应：由一次反应生成的产物乙烯、丙烯出 发进一步反应，直至生成焦、碳的反应。
章烃类热裂解
乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子中具有双键，
化学性质活泼，能与许多物质发生加成、共聚或自聚等反
应，生成一系列重要的产物，是化学工业的重要原料。工
业上获得低级烯烃的主要方法是将烃类热裂解。
烃类热裂解是将烃类原料（天然气、炼厂气、石脑油、
轻油、柴油、重油等）经高温（750℃以上）、低压（无
Ar-CnH2n+1
ArH+CnH2n Ar-CkH2k+1+CmH2m
（3）芳烃缩合，进一步生成焦的反应。
R1
R2
R3 R4
3.1.5 裂解过程中结焦生碳反应
各种烃在高温下不稳定
900-1000℃以上乙烯经过乙炔中间阶段而生碳
C C H H C H C H H C H C H H C H C H H C C
在低级不饱和烃中，以乙烯最重要，产
量也最大。乙烯产量常作为衡量一个国家基
本化学工业的发展水平的标志。
烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要为原料烃的热裂解和裂 解产物分离。
3.1 烃类裂解的反应规律
3.1.1 烷烃的裂解 （1）断链反应
Cm+nH2(m+n)+2
CnH2n+CmH2m+2
（2）脱氢反应