烃类热裂解课件

烃类热裂解2022/10/311烃类热裂解2022/10/221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）烃类热裂解2022/10/312石油二次加工过程，石油化工的基础烃类热裂解2022/10/2裂解汽油热裂解预分馏（急冷）原料净化（脱酸、脱水、脱炔）分离精馏分离系统深冷压缩制冷系统三烯分离部分反应部分芳烃裂解气热裂解工艺总流程2022/10/313裂解热裂解预分馏（急冷）原料净化（脱酸、脱水、脱炔）分3.1热裂解过程的化学反应3.1.1烃类裂解反应规律2022/10/3143.1热裂解过程的化学反应3.1.1烃类裂解反应规律202022/10/3152022/10/225

脱氢反应：

CnH2n+2CnH2n+H2

（C—H键断裂）

断链反应：

CnH2n+2CmH2m+CkH2k+2

m＋k=n

3.1.1.1烷烃环化脱氢反应2022/10/316脱氢反应：3.1.1.1烷烃环化脱氢反应20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、丙烯的理想原料正构烷烃裂解规律2022/10/317相同烷烃断链比脱氢容易正构烷烃裂解规律2022/10/227比正构烷烃容易裂解或脱氢脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔氢＞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异构烷烃裂解规律2022/10/318比正构烷烃容易裂解或脱氢异构烷烃裂解规律2022/10/22裂解反应包括：断链开环反应脱氢反应侧链断裂开环脱氢3.1.1.2环烷烃的裂解反应及反应规律2022/10/319裂解反应包括：3.1.1.2环烷烃的裂解反应及反应规律20

环己烷乙基环戊烷2022/10/3110环己烷乙基环戊烷2022/10/2210主要产物：

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、单环芳烃环烷烃的裂解反应2022/10/3111主要产物：环烷烃的裂解反应2022/10/2211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，产生结焦环烷烃的裂解反应规律2022/10/3112侧链烷基断裂比开环容易环烷烃的裂解反应规律2022/10/2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3.1.1.3芳烃的裂解反应及反应规律2022/10/3113烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应3.1.1.3芳烃的裂解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。生碳结焦是典型的连串反应3.1.1.4裂解过程的结焦生碳反应多环芳烃稠环芳烃液体焦油固体沥青质焦炭单环或少环芳烃2022/10/3114各种烃在高温下不稳定3.1.1.4裂解过程的结焦生碳反应多烯烃经过炔烃中间阶段而生碳经过芳烃中间阶段而结焦2022/10/3115烯烃经过炔烃中间阶段而生碳经过芳烃中间阶段而结焦2022/1形成过程不同:烯烃经过炔烃中间阶段而生碳；经过芳烃中间阶段而结焦氢含量不同:碳几乎不含氢，焦含有微量氢（0.1-0.3％）焦和碳的区别2022/10/3116形成过程不同:烯烃经过炔烃中间阶段而生碳；经过芳烃中间阶段而3.1.1.5各族烃裂解生成

乙烯、丙烯能力的规律从分子结构中的键能数据分析2022/10/31173.1.1.5各族烃裂解生成

乙烯、丙烯能力的规律从分子结由上表回答下列问题：同碳原子数的烷烃C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易。随着碳链的增长，其键能数据下降，表明热稳定性下降，碳链越长裂解反应越易进行。脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔碳氢>仲碳氢>伯碳氢。带支链的C-C键或C-H键的键能较直链烃的相应键能小,易断裂。⑴同碳原子数的芳烃断链与脱氢反应哪个容易?⑵烷烃分子量越大，越难裂解还是越易裂解?⑶叔、仲、伯烷烃脱氢能力自大到小，如何排序?⑷直链烷烃与带支链烷烃，哪个更易断裂？2022/10/3118由上表回答下列问题：同碳原子数的烷烃C-H键能大于C-C键能各族烃的裂解难易程度有下列顺序：正烷烃＞异烷烃＞环烷烃（六碳环＞五碳环）＞芳烃2022/10/3119各族烃的裂解难易程度有下列顺序：正烷烃＞异烷烃＞环烷烃（六碳正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有结焦的倾向正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律2022/10/3120正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。各族烃裂解生成3.1热裂解过程的化学反应3.1.2烃类裂解的反应机理2022/10/31213.1热裂解过程的化学反应3.1.2烃类裂解的反应机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3.1.2.1自由基反应机理

2022/10/3122链引发反应是自由基的产生过程3.1.2.1自由基反应机理链引发

断裂C---C键产生一对自由基活化能高链增长

自由基夺氢自由基分解

活化能不大链终止

两个自由基形成稳定分子的过程活化能一般较低2022/10/3123链引发2022/10/2223一次反应是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应

生成目的产物乙烯、丙烯的反应属于一次反应，应促使其充分进行二次反应则是指一次反应产物继续发生的后继反应

乙烯、丙烯消失，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，应千方百计抑制其进行3.1.2.2一次反应和二次反应2022/10/3124一次反应是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应3.3.1热裂解过程的化学反应3.1.3

裂解原料性质及评价2022/10/31253.1热裂解过程的化学反应3.1.3裂解原料性质及评族组成---PONA值氢含量特性因数芳烃指数裂解原料性质及评价2022/10/3126族组成---PONA值裂解原料性质及评价2022/10/22适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油族组成－PONA值烷烃P(paraffin)烯烃O(olefin)环烷烃N(naphthene)芳烃A(aromatics)2022/10/3127适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油族组成－PONA值烷烃PPONA不同的原料裂解产物的收率烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高。2022/10/3128PONA不同的原料裂解产物的收率烷烃含量越大，芳烃越少，则乙

可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率氢含量2022/10/3129可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率用元素分析法测得，是用于各种原料，用以关联烃原料的乙烯潜在产率。氢含量高则乙烯产率越高。烷烃氢含量最高,芳烃则较低。乙烷的氢含量20％,丙烷18.2％，石脑油为14.5％～15.5％，轻柴油为13.5％～14.5％。2022/10/3130用元素分析法测得，是用于各种原料，用以关联烃原料的乙烯潜在产原料氢含量与乙烯收率的关系2022/10/3131原料氢含量与乙烯收率的关系2022/10/2231反映裂解原料烃氢的饱和程度表征石脑油和轻柴油等轻质油化学组成特性的一种因数，用K表示。主要用于液体燃料，K值可以通过下式算出：特性因数K立方平均沸点i组分的体积分数i组分沸点2022/10/3132反映裂解原料烃氢的饱和程度特性因数K立方平均沸点i组K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低原料烃的K值越大则乙烯产率越高。乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大而增加2022/10/3133K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低2022/10/2233即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCorrelationIndex）,简称BMCI。用以表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。关联指数2022/10/3134即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCor正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯为99.8），因此烃原料的BMCI值越小则乙烯潜在产率越高。烃类化合物的芳香性愈强，则BMCI值愈大，不仅乙烯收率低，结焦的倾向性愈大。2022/10/3135正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。原料由轻到重，裂解产物中液体燃料又增加，产气量减少。原料由轻到重，副产物量增大，而回收副产物以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置和投资的增加。原料烃组成与裂解结果2022/10/3136原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。原料烃组成与裂解结衡量裂解结果的指标

转化率（单程转化率、总转化率）

产气率（一般小于C4的产物为气体）

2022/10/3137衡量裂解结果的指标转化率（单程转化率、总转化率）2022

衡量裂解结果的指标选择性

选择性=转化为目的产物的原料量/反应掉的原料量（mol%）收率和质量收率

收率=转化为目的产物的原料量/通入反应器的原料量（mol%）（wt%）2022/10/3138衡量裂解结果的指标选择性2022/10/22383.2裂解过程的工艺参数和操作指标2022/10/31393.2裂解过程的工艺参数和操作指标2022/10/2239温度停留时间压力

稀释剂裂解工艺条件2022/10/3140温度裂解工艺条件2022/10/2240裂解温度范围750~900℃原料分子量越小，所需裂解温度越高。乙烷裂解温度最高。3.2.1裂解温度的影响2022/10/3141裂解温度范围3.2.1裂解温度的影响2022/10/224裂解温度影响一次反应的产物分布裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争

裂解温度对裂解结果的影响

2022/10/3142裂解温度影响一次反应的产物分布裂解温度对裂解结果的影响20按自由基链式反应机理分析，温度对一次产物分布的影响，是通过影响各种链式反应相对量实现的。在一定温度内，提高裂解温度有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率。提高温度对生成烯烃有利裂解温度影响一次反应的产物分布2022/10/3143按自由基链式反应机理分析，温度对一次产物分布的影响，是通过影从裂解反应的化学平衡也可以看出，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性。（Kp)根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。(k1/k2)裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争2022/10/3144从裂解反应的化学平衡也可以看出，提高裂解温度有利于生成乙烯的3.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.2停留时间对裂解结果的影响2022/10/31453.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.2停留时间对裂从化学平衡的观点看。如使裂解反应进行到平衡，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。为获得尽可能多的烯烃，必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应从动力学来看，由于有二次反应，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间短停留时间对生成烯烃有利停留时间的影响2022/10/3146从化学平衡的观点看。如使裂解反应进行到平衡，所得烯烃很少，最从裂解反应动力学方程可以看出，对给定原料而言，裂解深度(转化率)取决于裂解温度和停留时间不同温度-停留时间组合，裂解结果不同。温度---停留时间效应2022/10/3147从裂解反应动力学方程可以看出，对给定原料而言，裂解深度(转化高温-短停留时间最佳组合石脑油裂解时乙烯收率与温度和停留时间的关系2022/10/3148高温-短停留时间最佳组合石脑油裂解时乙烯收率与温度和停留温度-停留时间效应对石脑油产物分布关系2022/10/3149温度-停留时间效应对石脑油产物分布关系2022/10/224可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大，工业上利用此效应，适应市场需要。对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间的效应温度--停留时间对产品收率影响2022/10/3150可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦对于给定原料，相同裂解深度裂解深度对温度-停留时间的限定（动力学方程）工程中常以C5和C5以上液相产品含氢量不低于8%为裂解深度的限度温度限制炉管管壁温度受炉管材质限制热强度限制随着停留时间的缩短，炉管热通量增加，热强度增大，管壁温度进一步上升。温度----停留时间限制2022/10/3151裂解深度对温度-停留时间的限定（动力学方程）温度----停留3.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.3烃分压与稀释剂2022/10/31523.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.3烃分压与稀释生成烯烃的一次反应△n>0烃聚合缩合的二次反应△n<0化学平衡分析

降低压力有利于提高乙烯平衡组成

有利于抑制结焦过程压力对裂解反应的影响2022/10/3153生成烯烃的一次反应△n>0压力对裂解反应的影响2动力学分析

烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应一次反应多是一级反应压力对裂解反应的影响2022/10/3154动力学分析烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应一次反压力不能改变反应速度常数，但降低压力能降低反应物浓度降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速度，提高一次反应选择性

反应速率分析2022/10/3155压力不能改变反应速度常数，但降低压力能降低反应物浓度反应速率

压力对裂解过程中一次反应和二次反应的影响2022/10/3156压力对裂解过程中一次反应和二次反应的影响2022/10/目的：降低烃分压稀释剂种类：水蒸气、氢气、惰性气体优点：设备在常压或正压操作，安全性高，不会对以后压缩操作增加能耗稀释剂2022/10/3157目的：降低烃分压稀释剂2022/10/2257

易分离热容量大，使系统有较大的热惯性抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用水蒸汽作稀释剂的优势2022/10/3158易分离水蒸汽作稀释剂的优势2022/10/22583.3管式裂解炉及裂解工艺2022/10/31593.3管式裂解炉及裂解工艺2022/10/22593.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.1热裂解反应过程的特点2022/10/31603.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.1热裂解反应过程的特点强吸热反应

高温

存在二次反应

短停留时间低烃分压反应产物是复杂的混合物2022/10/3161强吸热反应2022/10/3.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.2热裂解的工艺方法2022/10/31623.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.2热裂解的工艺方法2060年代初期SRT-Ⅰ型炉

双辐射立管实现了高温、短停留时间60年代中期SRT-Ⅱ型炉

分叉变径炉管降低烃分压70年代中期SRT-Ⅲ型炉

材质炉内管排增加提高热强度提高生产能力80年代SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉

多分支变径管带内翅片2程停留时间缩短降低管内热阻延长清焦周期2022/10/316360年代初期SRT-Ⅰ型炉2022/10/22632022/10/31642022/10/2264乙烯裂解炉管2022/10/3165乙烯裂解炉管2022/10/22652022/10/31662022/10/22662022/10/31672022/10/22672022/10/31682022/10/22682022/10/31692022/10/22692022/10/31702022/10/22703.4裂解气的预分馏2022/10/31713.4裂解气的预分馏2022/10/2271预分馏的目的与任务急冷与急冷换热器结焦与清焦预分馏工艺过程裂解汽油与裂解燃料油2022/10/3172预分馏的目的与任务2022/10/22723.4裂解气的预分馏3.4.1预分馏过程2022/10/31733.4裂解气的预分馏3.4.1预分馏过程2022/10/

将裂解炉出口的高温裂解气中的重组分，如燃料油、裂解汽油、水分等通过冷却手段进行分馏，再送至下一步压缩、净化、深冷分离工段2022/10/3174将裂解炉出口的高温裂解气中的重组分，如燃料油、裂尽可能降低裂解气的温度尽可能分馏出裂解气的重组分在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽继续回收裂解气低能位热量预分馏的目的和任务2022/10/3175尽可能降低裂解气的温度预分馏的目的和任务2022/10/保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗，减少进入压缩分离系统的进料负荷大大减少污水排放量合理的热量回收急冷油用于发生稀释蒸汽急冷水用于分离系统的工艺加热预分馏过程的作用2022/10/3176保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗，减少进3.4裂解气的预分馏3.4.2预分馏主要过程--急冷2022/10/31773.4裂解气的预分馏3.4.2预分馏主要过程--急冷20急冷的目的终止裂解反应

回收废热急冷的意义决定清焦周期，甚至决定裂解炉的周期

影响全装置的能耗和原料的单耗2022/10/3178急冷的目的2022/10/2278直接急冷

冷却介质（水、油）与裂解气直接接触，适用于极易结焦的重质烃间接急冷

急冷锅炉废热锅炉

用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压水，以提高蓄热能力

一般工业上采用间接急冷急冷方式2022/10/3179直接急冷急冷方式2022/10/2279急冷方式比较2022/10/3180急冷方式比较2022/10/2280工艺要求：传热强度大能够承受大压差和热量传递所引起的温差便于清焦

使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右急冷换热器2022/10/3181工艺要求：急冷换热器2022/10/2281控制停留时间

一般控制在0.04s以下控制裂解气冷却温度不低于其露点

急冷换热器出口温度

T出=0.56TB+α减少急冷换热器结焦的措施2022/10/3182控制停留时间减少急冷换热器结焦的措施2022/10/2283.4裂解气的预分馏3.4.3结焦与清焦2022/10/31833.4裂解气的预分馏3.4.3结焦与清焦2022/10/结焦的判断在进料量不变的情况下，检查进料压力的变化，因为进料压差与设备压差有关，而结焦则影响压差原料进出口的温差不变，若燃料消耗量增加，则说明传热性差，应是结焦严重，热能利用率低裂解产物中乙烯的含量下降2022/10/3184结焦的判断在进料量不变的情况下，检查进料压力的变化，因为进料传热系数下降（热量利用率低）压差升高（设备阻力增大）乙烯收率下降能耗增大结焦的后果2022/10/3185传热系数下降（热量利用率低）结焦的后果2022/10/228停炉清焦：切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空气和水蒸气烧焦在线清焦：交替裂解法和水蒸气、氢气清焦法。切换物料其它方法：加入助剂，起到抑制作用工业上清焦的方法2022/10/3186停炉清焦：切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空3.4裂解气的预分馏3.4.4预分馏工艺过程2022/10/31873.4裂解气的预分馏3.4.4预分馏工艺过程2022/1急冷水原料裂解气裂解汽油80℃800～900℃200～300℃40℃裂解炉废热锅炉水洗塔油水分离器稀释蒸汽发生器冷却轻烃裂解装置的预分馏流程2022/10/3188急冷水原料裂解气裂解汽油80℃800～900℃200～300950～1050℃220～300℃100～110℃180～200℃馏分油裂解装置裂解气预分馏过程

2022/10/3189950～1050℃220～300℃100～110℃180～23.4裂解气的预分馏3.4.5裂解汽油与裂解燃料油2022/10/31903.4裂解气的预分馏3.4.5裂解汽油与裂解燃料油202

裂解汽油

C5至沸点204℃以下的所有裂解副产物其组成与原料油性质和裂解条件有关用途

经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分进行两段加氢经芳烃抽提分离芳烃产品全部加氢C5C6~C8C9-204℃

裂解燃料油

烃类裂解副产的沸点在200℃以上的重组分2022/10/3191裂解汽油裂解燃料油2022/10/22913.5裂解气的净化2022/10/31923.5裂解气的净化2022/10/22923.5.1酸性气体的脱除3.5裂解气的净化2022/10/31933.5.1酸性气体的脱除3.5裂解气的净化2022/10酸性气体的来源CO2，H2S和其他气态硫化物气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2液体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成的CO2和H2S结炭与水蒸气反应生成CO和CO2

当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成CO2

2022/10/3194酸性气体的来源2022/10/2294裂解气分离装置酸性气体的危害干冰堵塞管道催化剂中毒下游加工装置产品达不到规定聚合等过程催化剂中毒2022/10/3195裂解气分离装置酸性气体的危害干冰堵塞管道催化剂中毒下游加工装碱洗法NaOH为吸收剂化学吸收CO2+2NaOHNa2CO3+H2OH2S+2NaOHNa2S+2H2O脱除酸性气体的方法2022/10/3196碱洗法CO2+2NaOHNa2CO3+乙醇胺法MEADEA为吸收剂化学、物理吸收结合2022/10/3197乙醇胺法2022/10/22973.5.2脱水3.5裂解气的净化2022/10/31983.5.2脱水3.5裂解气的净化2022/10/2298水分的危害在压缩系统，在段间冷凝过程分离出部分水分在低温分离系统结冰、水烃合物结晶，堵塞设备及管道脱水要求600～700×10-6→1×10-6以下方法吸附干燥吸附剂：3A分子筛2022/10/3199水分的危害2022/10/22993.5.3脱炔3.5裂解气的净化2022/10/311003.5.3脱炔3.5裂解气的净化2022/10/2210乙炔甲基乙炔丙二烯危害炔烃影响乙烯和丙烯衍生物生产过程影响催化剂寿命恶化产品质量形成不安全因素产生不希望的副产品2022/10/31101乙炔甲基乙炔丙二烯2022/10/221脱炔要求乙炔＜5×10－5，丙二烯＜5×10－5脱炔方法溶剂吸收法和催化加氢法2022/10/31102脱炔要求2022/10/22102吸收裂解气中的乙炔同时回收一定量的乙炔常用的溶剂二甲基甲酰胺（DMF）N-甲基吡咯烷酮（NMP）丙酮

沸点和熔点也是选择溶剂的重要指标

溶剂吸收法2022/10/31103吸收裂解气中的乙炔溶剂吸收法2022/10/22103C2H2+2H2C2H6+H2

C2H4+H2C2H6+（H2－H1）mC2H2+nH2低聚物（绿油）C2H2+H2C2H4+H1

将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的K1主反应：副反应：K2催化加氢法2022/10/31104C2H2+2H2C2H6+前加氢

利用裂解气中H2进行加氢

特点：流程简单，投资少。但操作稳定性差

后加氢

先分离出C2、C3后，再分别加氢特点：温度易控，不易飞温催化加氢脱炔工艺方法2022/10/31105前加氢利用裂解气中H2进行加氢催化加氢脱炔工艺方法2023.5压缩和制冷系统（自学）2022/10/311063.5压缩和制冷系统（自学）2022/10/22106目的和任务压力、压缩功与冷量的关系多级压缩的优点多级压缩段数的确定制冷剂的选择2022/10/31107目的和任务2022/10/221073.6裂解气的精馏分离系统2022/10/311083.6裂解气的精馏分离系统2022/10/22108深冷分离流程的组织深冷分离流程的评价指标关键设备脱甲烷塔、乙烯精馏塔能量利用中间再沸器、中间冷凝器2022/10/31109深冷分离流程的组织2022/10/22109经预分馏后裂解气组成（表3-31）2022/10/31110经预分馏后裂解气组成（表3-31）2022/10/22110

聚合级乙烯乙烯含量（mol百分比）达到99.9％以上甲烷和乙烷：1000ppm以下丙稀：250ppm以下杂质：10ppm以下

聚合级丙稀：丙稀（mol百分含量）99.9％以上丙烷：5000ppm以下乙烯：50ppm以下CO，CO2：5ppm以下S，O：1ppm以下产品规格2022/10/31111聚合级乙烯产品规格2022/10/22111净化系统压缩和制冷系统精馏分离系统裂解气分离装置2022/10/31112净化系统裂解气分离装置2022/10/221123.6.1分离流程的组织2022/10/311133.6.1分离流程的组织2022/10/22113精馏分离方案脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序脱甲烷脱乙烷脱丙烷顺序分离流程脱乙烷脱甲烷脱丙烷前脱乙烷流程脱丙烷脱甲烷脱乙烷前脱丙烷流程净化方案脱乙炔塔的安排前加氢脱乙炔塔在脱甲烷塔前后加氢脱乙炔塔在脱甲烷塔后2022/10/31114精馏分离方案脱甲烷脱乙烷脱丙烷的顺序2022/10/顺序分离流程（后加氢）前脱乙烷前加氢流程前脱乙烷后加氢流程前脱丙烷前加氢流程前脱丙烷后加氢流程共同点：先分离不同碳原子数的烃再分离同碳原子数的烷烃和烯烃五种流程组织方案2022/10/31115顺序分离流程（后加氢）五种流程组织方案2022/10/2212022/10/311162022/10/221163.6.2分离流程的主要评价指标2022/10/311173.6.2分离流程的主要评价指标2022/10/22117乙烯回收率

评价分离装置是否先进的重要技术经济指标能量的综合利用水平

确定单位产品所需的能耗2022/10/31118乙烯回收率2022/10/22118100112.0342.224.472.259.8897.000.066107.5040.2840.40乙烯物料平衡图压缩脱甲烷塔脱乙烷塔乙烯塔冷箱2022/10/31119100112.0342.224.472.259.8897.052%36%深冷分离系统冷量消耗分配乙烯塔脱乙烷塔其余塔脱甲烷塔2022/10/3112052%36%深冷分离系统冷量消耗分配乙烯塔脱乙烷塔其余塔脱甲3.6.3脱甲烷塔(投资大、能耗多)2022/10/311213.6.3脱甲烷塔(投资大、能耗多)2022/10/221轻关键组分为甲烷重关键组分为乙烯塔顶分离出的甲烷轻馏分中应使其中的乙烯含量尽可能低，以保证乙烯的回收率塔釜产品则应使甲烷含量尽可能低，以确保乙烯产品质量2022/10/31122轻关键组分为甲烷2022/10/22122T、P取决于裂解气组成、乙烯回收率

由露点计算TP提高P避免采用过低制冷温度甲烷对乙烯α降低降低P材质要求高操作复杂

α提高可能降低能耗表3-15操作TP的选取2022/10/31123T、P取决于裂解气组成、乙烯回收率操作TP的选取2022/操作温度和操作压力脱甲烷塔2022/10/31124操作温度和操作压力脱甲烷塔2022/10/22124高压脱甲烷：（3.0~3.2MPa）技术成熟低压脱甲烷：（0.6-0.7MPa）发展方向2022/10/31125高压脱甲烷：2022/10/22125在脱甲烷塔塔顶，对于H2-CH4-C2H4三元系统，其露点方程为:∑Xi=YH2/KH2+YCH4/KCH4+YC2H4/KC2H4=1KH2>>KCH4和KC2H4乙烯回收率一定时，H2/CH4比

需塔顶操作T原料气组成H2/CH4比的影响2022/10/31126在脱甲烷塔塔顶，对于H2-CH4-C2H4三元系统，其露点方前冷是将塔顶馏分的冷量将裂解气预冷，通过分凝将裂解气中大部分氢和部分甲烷分离，这样使H2/CH4比下降，提高了乙烯回收率，同时减少了甲烷塔的进料量,节约能耗。该过程亦称前脱氢工艺后冷仅将塔顶的甲烷氢馏分冷凝分离而获富甲烷馏分和富氢馏分。此时裂解气是经塔精馏后才脱氢故亦称后脱氢工艺前冷和后冷2022/10/31127前冷是将塔顶馏分的冷量将裂解气预冷，通过分凝将裂解气中大部分3.6.4乙烯塔2022/10/311283.6.4乙烯塔2022/10/22128C2馏分经过加氢脱炔之后,到乙烯塔进行精馏塔顶得产品乙烯，塔釜液为乙烷塔顶乙烯纯度要求达到聚合级此塔设计和操作的好坏，对乙烯产品的产量和质量有直接关系2022/10/31129C2馏分经过加氢脱炔之后,到乙烯塔进行精馏2022/10/2操作压力由制冷的能量消耗，设备投资，产品乙烯要求的输出压力以及脱甲烷塔的操作压力等因素来决定的。

高压法低压法乙烯塔操作压力的确定2022/10/31130操作压力由制冷的能量消耗，设备投资，产品乙烯要求的输出压力以有利影响：①塔温升高，降低能量消耗及制冷系统设备费用，也降低对设备材质的要求②上升蒸气重度增加，从而使单位设备处理量增加,降低设备费用不利影响：①α下降，于是塔板数增多或者R增大，从而造成设备费用或操作费用提高②设备费增加乙烯精馏塔中提高压力2022/10/31131有利影响：乙烯精馏塔中提高压力2022/10/22131对于顶温低于环境温度，而且顶底温差较大的精馏塔，如在精馏段设置中间冷凝器，可用温度比塔顶回流冷凝器稍高的较廉价的冷剂作为冷源,以代替一部分塔顶原来用的低温级冷剂提供的冷量，可节省能量消耗。中间冷凝器2022/10/31132对于顶温低于环境温度，而且顶底温差中间冷凝器2022/10/在提馏段设置中间再沸器，可用温度比塔釜再沸器稍低的较廉价的热剂作热源，同样也可节约能量消耗。中间再沸器2022/10/31133在提馏段设置中间再沸器，可用温度比塔釜再沸器稍低的较廉3.7未来世界乙烯工业的发展趋势

2022/10/311343.7未来世界乙烯工业的发展趋势2022/10/221乙烯建设规模继续向大型化发展2022/10/31135乙烯建设规模继续向大型化发展2022/10/221352022/10/311362022/10/22136选择性裂解优化回收（Score）乙烯工艺工业化新的工艺技术低投资乙烯技术（ALCET技术）膜分离技术催化精馏加氢技术抑制裂解炉结焦技术

涂覆技术可降低炉管结焦结焦抑制剂生产新技术的研究开发2022/10/31137生产新技术的研究开发2022/10/221372022/10/311382022/10/221382022/10/311392022/10/221392022/10/311402022/10/221402022/10/311412022/10/22141渗入铁、镍和铝化合物的新型材料ODS合金炉管陶瓷材料抑制结焦炉管材料的研究进展2022/10/31142渗入铁、镍和铝化合物的新型材料抑制结焦炉管材料的研究进展20大型裂解炉设计2022/10/31143大型裂解炉设计2022/10/22143韩国汉城LG石化公司开发的石脑油催化裂解工艺乙烯、丙烯收率分别提高20%，10%，裂解温度低，已在进行工业化新技术研究异常活跃2022/10/31144韩国汉城LG石化公司开发的石脑油催化裂解工艺乙烯、丙烯收率分2022/10/311452022/10/221452022/10/311462022/10/221462022/10/311472022/10/22147END2022/10/31148END2022/10/221482022/10/311492022/10/221492022/10/311502022/10/221502022/10/311512022/10/22151烃类热裂解2022/10/31152烃类热裂解2022/10/221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）烃类热裂解2022/10/31153石油二次加工过程，石油化工的基础烃类热裂解2022/10/2裂解汽油热裂解预分馏（急冷）原料净化（脱酸、脱水、脱炔）分离精馏分离系统深冷压缩制冷系统三烯分离部分反应部分芳烃裂解气热裂解工艺总流程2022/10/31154裂解热裂解预分馏（急冷）原料净化（脱酸、脱水、脱炔）分3.1热裂解过程的化学反应3.1.1烃类裂解反应规律2022/10/311553.1热裂解过程的化学反应3.1.1烃类裂解反应规律202022/10/311562022/10/225

脱氢反应：

CnH2n+2CnH2n+H2

（C—H键断裂）

断链反应：

CnH2n+2CmH2m+CkH2k+2

m＋k=n

3.1.1.1烷烃环化脱氢反应2022/10/31157脱氢反应：3.1.1.1烷烃环化脱氢反应20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、丙烯的理想原料正构烷烃裂解规律2022/10/31158相同烷烃断链比脱氢容易正构烷烃裂解规律2022/10/227比正构烷烃容易裂解或脱氢脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔氢＞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异构烷烃裂解规律2022/10/31159比正构烷烃容易裂解或脱氢异构烷烃裂解规律2022/10/22裂解反应包括：断链开环反应脱氢反应侧链断裂开环脱氢3.1.1.2环烷烃的裂解反应及反应规律2022/10/31160裂解反应包括：3.1.1.2环烷烃的裂解反应及反应规律20

环己烷乙基环戊烷2022/10/31161环己烷乙基环戊烷2022/10/2210主要产物：

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、单环芳烃环烷烃的裂解反应2022/10/31162主要产物：环烷烃的裂解反应2022/10/2211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，产生结焦环烷烃的裂解反应规律2022/10/31163侧链烷基断裂比开环容易环烷烃的裂解反应规律2022/10/2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3.1.1.3芳烃的裂解反应及反应规律2022/10/31164烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应3.1.1.3芳烃的裂解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。生碳结焦是典型的连串反应3.1.1.4裂解过程的结焦生碳反应多环芳烃稠环芳烃液体焦油固体沥青质焦炭单环或少环芳烃2022/10/31165各种烃在高温下不稳定3.1.1.4裂解过程的结焦生碳反应多烯烃经过炔烃中间阶段而生碳经过芳烃中间阶段而结焦2022/10/31166烯烃经过炔烃中间阶段而生碳经过芳烃中间阶段而结焦2022/1形成过程不同:烯烃经过炔烃中间阶段而生碳；经过芳烃中间阶段而结焦氢含量不同:碳几乎不含氢，焦含有微量氢（0.1-0.3％）焦和碳的区别2022/10/31167形成过程不同:烯烃经过炔烃中间阶段而生碳；经过芳烃中间阶段而3.1.1.5各族烃裂解生成

乙烯、丙烯能力的规律从分子结构中的键能数据分析2022/10/311683.1.1.5各族烃裂解生成

乙烯、丙烯能力的规律从分子结由上表回答下列问题：同碳原子数的烷烃C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易。随着碳链的增长，其键能数据下降，表明热稳定性下降，碳链越长裂解反应越易进行。脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔碳氢>仲碳氢>伯碳氢。带支链的C-C键或C-H键的键能较直链烃的相应键能小,易断裂。⑴同碳原子数的芳烃断链与脱氢反应哪个容易?⑵烷烃分子量越大，越难裂解还是越易裂解?⑶叔、仲、伯烷烃脱氢能力自大到小，如何排序?⑷直链烷烃与带支链烷烃，哪个更易断裂？2022/10/31169由上表回答下列问题：同碳原子数的烷烃C-H键能大于C-C键能各族烃的裂解难易程度有下列顺序：正烷烃＞异烷烃＞环烷烃（六碳环＞五碳环）＞芳烃2022/10/31170各族烃的裂解难易程度有下列顺序：正烷烃＞异烷烃＞环烷烃（六碳正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，有结焦的倾向正烷烃>异烷烃>环烷烃（六碳环>五碳环）>芳烃各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律2022/10/31171正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。各族烃裂解生成3.1热裂解过程的化学反应3.1.2烃类裂解的反应机理2022/10/311723.1热裂解过程的化学反应3.1.2烃类裂解的反应机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3.1.2.1自由基反应机理

2022/10/31173链引发反应是自由基的产生过程3.1.2.1自由基反应机理链引发

断裂C---C键产生一对自由基活化能高链增长

自由基夺氢自由基分解

活化能不大链终止

两个自由基形成稳定分子的过程活化能一般较低2022/10/31174链引发2022/10/2223一次反应是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应

生成目的产物乙烯、丙烯的反应属于一次反应，应促使其充分进行二次反应则是指一次反应产物继续发生的后继反应

乙烯、丙烯消失，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，应千方百计抑制其进行3.1.2.2一次反应和二次反应2022/10/31175一次反应是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应3.3.1热裂解过程的化学反应3.1.3

裂解原料性质及评价2022/10/311763.1热裂解过程的化学反应3.1.3裂解原料性质及评族组成---PONA值氢含量特性因数芳烃指数裂解原料性质及评价2022/10/31177族组成---PONA值裂解原料性质及评价2022/10/22适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油族组成－PONA值烷烃P(paraffin)烯烃O(olefin)环烷烃N(naphthene)芳烃A(aromatics)2022/10/31178适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油族组成－PONA值烷烃PPONA不同的原料裂解产物的收率烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高。2022/10/31179PONA不同的原料裂解产物的收率烷烃含量越大，芳烃越少，则乙

可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率氢含量2022/10/31180可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率用元素分析法测得，是用于各种原料，用以关联烃原料的乙烯潜在产率。氢含量高则乙烯产率越高。烷烃氢含量最高,芳烃则较低。乙烷的氢含量20％,丙烷18.2％，石脑油为14.5％～15.5％，轻柴油为13.5％～14.5％。2022/10/31181用元素分析法测得，是用于各种原料，用以关联烃原料的乙烯潜在产原料氢含量与乙烯收率的关系2022/10/31182原料氢含量与乙烯收率的关系2022/10/2231反映裂解原料烃氢的饱和程度表征石脑油和轻柴油等轻质油化学组成特性的一种因数，用K表示。主要用于液体燃料，K值可以通过下式算出：特性因数K立方平均沸点i组分的体积分数i组分沸点2022/10/31183反映裂解原料烃氢的饱和程度特性因数K立方平均沸点i组K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低原料烃的K值越大则乙烯产率越高。乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大而增加2022/10/31184K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低2022/10/2233即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCorrelationIndex）,简称BMCI。用以表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。关联指数2022/10/31185即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCor正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯为99.8），因此烃原料的BMCI值越小则乙烯潜在产率越高。烃类化合物的芳香性愈强，则BMCI值愈大，不仅乙烯收率低，结焦的倾向性愈大。2022/10/31186正构烷烃的BMCI值最小（正己烷为0.2），芳烃则相反（苯原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。原料由轻到重，裂解产物中液体燃料又增加，产气量减少。原料由轻到重，副产物量增大，而回收副产物以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置和投资的增加。原料烃组成与裂解结果2022/10/31187原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。原料烃组成与裂解结衡量裂解结果的指标

转化率（单程转化率、总转化率）

产气率（一般小于C4的产物为气体）

2022/10/31188衡量裂解结果的指标转化率（单程转化率、总转化率）2022

衡量裂解结果的指标选择性

选择性=转化为目的产物的原料量/反应掉的原料量（mol%）收率和质量收率

收率=转化为目的产物的原料量/通入反应器的原料量（mol%）（wt%）2022/10/31189衡量裂解结果的指标选择性2022/10/22383.2裂解过程的工艺参数和操作指标2022/10/311903.2裂解过程的工艺参数和操作指标2022/10/2239温度停留时间压力

稀释剂裂解工艺条件2022/10/31191温度裂解工艺条件2022/10/2240裂解温度范围750~900℃原料分子量越小，所需裂解温度越高。乙烷裂解温度最高。3.2.1裂解温度的影响2022/10/31192裂解温度范围3.2.1裂解温度的影响2022/10/224裂解温度影响一次反应的产物分布裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争

裂解温度对裂解结果的影响

2022/10/31193裂解温度影响一次反应的产物分布裂解温度对裂解结果的影响20按自由基链式反应机理分析，温度对一次产物分布的影响，是通过影响各种链式反应相对量实现的。在一定温度内，提高裂解温度有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率。提高温度对生成烯烃有利裂解温度影响一次反应的产物分布2022/10/31194按自由基链式反应机理分析，温度对一次产物分布的影响，是通过影从裂解反应的化学平衡也可以看出，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性。（Kp)根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。(k1/k2)裂解温度影响一次反应对二次反应的竞争2022/10/31195从裂解反应的化学平衡也可以看出，提高裂解温度有利于生成乙烯的3.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.2停留时间对裂解结果的影响2022/10/311963.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.2停留时间对裂从化学平衡的观点看。如使裂解反应进行到平衡，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。为获得尽可能多的烯烃，必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应从动力学来看，由于有二次反应，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间短停留时间对生成烯烃有利停留时间的影响2022/10/31197从化学平衡的观点看。如使裂解反应进行到平衡，所得烯烃很少，最从裂解反应动力学方程可以看出，对给定原料而言，裂解深度(转化率)取决于裂解温度和停留时间不同温度-停留时间组合，裂解结果不同。温度---停留时间效应2022/10/31198从裂解反应动力学方程可以看出，对给定原料而言，裂解深度(转化高温-短停留时间最佳组合石脑油裂解时乙烯收率与温度和停留时间的关系2022/10/31199高温-短停留时间最佳组合石脑油裂解时乙烯收率与温度和停留温度-停留时间效应对石脑油产物分布关系2022/10/31200温度-停留时间效应对石脑油产物分布关系2022/10/224可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大，工业上利用此效应，适应市场需要。对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间的效应温度--停留时间对产品收率影响2022/10/31201可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦对于给定原料，相同裂解深度裂解深度对温度-停留时间的限定（动力学方程）工程中常以C5和C5以上液相产品含氢量不低于8%为裂解深度的限度温度限制炉管管壁温度受炉管材质限制热强度限制随着停留时间的缩短，炉管热通量增加，热强度增大，管壁温度进一步上升。温度----停留时间限制2022/10/31202裂解深度对温度-停留时间的限定（动力学方程）温度----停留3.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.3烃分压与稀释剂2022/10/312033.2裂解过程的工艺参数和操作指标3.2.3烃分压与稀释生成烯烃的一次反应△n>0烃聚合缩合的二次反应△n<0化学平衡分析

降低压力有利于提高乙烯平衡组成

有利于抑制结焦过程压力对裂解反应的影响2022/10/31204生成烯烃的一次反应△n>0压力对裂解反应的影响2动力学分析

烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应一次反应多是一级反应压力对裂解反应的影响2022/10/31205动力学分析烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应一次反压力不能改变反应速度常数，但降低压力能降低反应物浓度降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速度，提高一次反应选择性

反应速率分析2022/10/31206压力不能改变反应速度常数，但降低压力能降低反应物浓度反应速率

压力对裂解过程中一次反应和二次反应的影响2022/10/31207压力对裂解过程中一次反应和二次反应的影响2022/10/目的：降低烃分压稀释剂种类：水蒸气、氢气、惰性气体优点：设备在常压或正压操作，安全性高，不会对以后压缩操作增加能耗稀释剂2022/10/31208目的：降低烃分压稀释剂2022/10/2257

易分离热容量大，使系统有较大的热惯性抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀脱除结碳，抑制铁镍的催化生碳作用水蒸汽作稀释剂的优势2022/10/31209易分离水蒸汽作稀释剂的优势2022/10/22583.3管式裂解炉及裂解工艺2022/10/312103.3管式裂解炉及裂解工艺2022/10/22593.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.1热裂解反应过程的特点2022/10/312113.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.1热裂解反应过程的特点强吸热反应

高温

存在二次反应

短停留时间低烃分压反应产物是复杂的混合物2022/10/31212强吸热反应2022/10/3.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.2热裂解的工艺方法2022/10/312133.3管式裂解炉及裂解工艺3.3.2热裂解的工艺方法2060年代初期SRT-Ⅰ型炉

双辐射立管实现了高温、短停留时间60年代中期SRT-Ⅱ型炉

分叉变径炉管降低烃分压70年代中期SRT-Ⅲ型炉

材质炉内管排增加提高热强度提高生产能力80年代SRT-Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型炉

多分支变径管带内翅片2程停留时间缩短降低管内热阻延长清焦周期2022/10/3121460年代初期SRT-Ⅰ型炉2022/10/22632022/10/312152022/10/2264乙烯裂解炉管2022/10/31216乙烯裂解炉管2022/10/22652022/10/312172022/10/22662022/10/312182022/10/22672022/10/312192022/10/22682022/10/312202022/10/22692022/10/312212022/10/22703.4裂解气的预分馏2022/10/312223.4裂解气的预分馏2022/10/2271预分馏的目的与任务急冷与急冷换热器结焦与清焦预分馏工艺过程裂解汽油与裂解燃料油2022/10/31223预分馏的目的与任务2022/10/22723.4裂解气的预分馏3.4.1预分馏过程2022/10/312243.4裂解气的预分馏3.4.1预分馏过程2022/10/

将裂解炉出口的高温裂解气中的重组分，如燃料油、裂解汽油、水分等通过冷却手段进行分馏，再送至下一步压缩、净化、深冷分离工段2022/10/31225将裂解炉出口的高温裂解气中的重组分，如燃料油、裂尽可能降低裂解气的温度尽可能分馏出裂解气的重组分在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽继续回收裂解气低能位热量预分馏的目的和任务2022/10/31226尽可能降低裂解气的温度预分馏的目的和任务2022/10/保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗，减少进入压缩分离系统的进料负荷大大减少污水排放量合理的热量回收急冷油用于发生稀释蒸汽急冷水用于分离系统的工艺加热预分馏过程的作用2022/10/31227保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗，减少进3.4裂解气的预分馏3.4.2预分馏主要过程--急冷2022/10/312283.4裂解气的预分馏3.4.2预分馏主要过程--急冷20急冷的目的终止裂解反应

回收废热急冷的意义决定清焦周期，甚至决定裂解炉的周期

影响全装置的能耗和原料的单耗2022/10/31229急冷的目的2022/10/2278直接急冷

冷却介质（水、油）与裂解气直接接触，适用于极易结焦的重质烃间接急冷

急冷锅炉废热锅炉

用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压水，以提高蓄热能力

一般工业上采用间接急冷急冷方式2022/10/31230直接急冷急冷方式2022/10/2279急冷方式比较2022/10/31231急冷方式比较2022/10/2280工艺要求：传热强度大能够承受大压差和热量传递所引起的温差便于清焦

使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右急冷换热器2022/10/31232工艺要求：急冷换热器2022/10/2281控制停留时间

一般控制在0.04s以下控制裂解气冷却温度不低于其露点

急冷换热器出口温度

T出=0.56TB+α减少急冷换热器结焦的措施2022/10/31233控制停留时间减少急冷换热器结焦的措施2022/10/2283.4裂解气的预分馏3.4.3结焦与清焦2022/10/312343.4裂解气的预分馏3.4.3结焦与清焦2022/10/结焦的判断在进料量不变的情况下，检查进料压力的变化，因为进料压差与设备压差有关，而结焦则影响压差原料进出口的温差不变，若燃料消耗量增加，则说明传热性差，应是结焦严重，热能利用率低裂解产物中乙烯的含量下降2022/10/31235结焦的判断在进料量不变的情况下，检查进料压力的变化，因为进料传热系数下降（热量利用率低）压差升高（设备阻力增大）乙烯收率下降能耗增大结焦的后果2022/10/31236传热系数下降（热量利用率低）结焦的后果2022/10/228停炉清焦：切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空气和水蒸气烧焦在线清焦：交替裂解法和水蒸气、氢气清焦法。切换物料其它方法：加入助剂，起到抑制作用工业上清焦的方法2022/10/31237停炉清焦：切断进料及出口，用惰性气体或水蒸气清扫管线，再用空3.4裂解气的预分馏3.4.4预分馏工艺过程2022/10/312383.4裂解气的预分馏3.4.4预分馏工艺过程2022/1急冷水原料裂解气裂解汽油80℃800～900℃200～300℃40℃裂解炉废热锅炉水洗塔油水分离器稀释蒸汽发生器冷却轻烃裂解装置的预分馏流程2022/10/31239急冷水原料裂解气裂解汽油80℃800～900℃200～300950～1050℃220～300℃100～110℃180～200℃馏分油裂解装置裂解气预分馏过程

2022/10/31240950～1050℃220～300℃100～110℃180～23.4裂解气的预分馏3.4.5裂解汽油与裂解燃料油2022/10/312413.4裂解气的预分馏3.4.5裂解汽油与裂解燃料油202

裂解汽油

C5至沸点204℃以下的所有裂解副产物其组成与原料油性质和裂解条件有关用途

经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分进行两段加氢经芳烃抽提分离芳烃产品全部加氢C5C6~C8C9-204℃

裂解燃料油

烃类裂解副产的沸点在200℃以上的重组分2022/10/31242裂解汽油裂解燃料油2022/10/22913.5裂解气的净化2022/10/312433.5裂解气的净化2022/10/22923.5.1酸性气体的脱除3.5裂解气的净化2022/10/312443.5.1酸性气体的脱除3.5裂解气的净化2022/10酸性气体的来源CO2，H2S和其他气态硫化物气体裂解原料带入的气体硫化物和CO2液体裂解原料中所含的硫化物高温氢解生成的CO2和H2S结炭与水蒸气反应生成CO和CO2

当裂解炉中有氧进入时，氧与烃类反应生成CO2

2022/10/31245酸性气体的来源2022/10/2294裂解气分离装置酸性气体的危害干冰堵塞管道催化剂中毒下游加工装置产品达不到规定聚合等过程催化剂中毒2022/10/31246裂解气分离装置酸性气体的危害干冰堵塞管道催化剂中毒下游加工装碱洗法NaOH为吸收剂化学吸收CO2+2NaOHNa2CO3+H2OH2S+2NaOHNa2S+2H2O脱除酸性气体的方法2022/10/31247碱洗法CO2+2NaOHNa2CO3+乙醇胺法MEADEA为吸收剂