乙烯生产运行与操控-热裂解过程的工艺参数的确定

情境一：乙烯的生产运行与操控任务三：热裂解反应的影响因素课程：有机化工生产运行与操控知识点：原料特性对热裂解反应的影响裂解压力裂解温度原料特性停留时间影响热裂解反应的影响因素原料特性对反应的影响0102030405原料特性族组成氢含量特性因数关联指数几种原料裂解结果比较若原料P含量越高，（N+A）量愈小乙烯收率越

。适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油。烷烃P(paraffin)烯烃O(olefin)环烷烃N(naphthene)芳烃A

(aromatics)PONA值：各族烃的质量百分数含量。（一）族组成－PONA值我国常压轻柴油馏分族组成0102030405原料特性族组成氢含量特性因数关联指数几种原料裂解结果比较适用于各种原料，用元素分析法测得。氢含量：烷烃

环烷烃

芳烃。含H↑，乙烯收率

。（二）氢含量0102030405原料特性族组成氢含量特性因数关联指数几种原料裂解结果比较（三）特性因素(K)

K反映了油品的氢饱和程度。K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低.

K↑，乙烯收率

。一般K在9.7~13。

主要用于液体燃料。0102030405原料特性族组成氢含量特性因数关联指数几种原料裂解结果比较即美国矿务局关联指数（BureauofMinesCorrelationIndex）,简称BMCI。表示油品芳烃的含量。主要用于柴油等重质馏分油。

的BMCI最大；

BMCI最小。故：原料中

BMCI↑，乙烯收率

，且易

。

BMCI↓，乙烯收率

。（四）关联指数(BMCI值)0102030405原料特性族组成氢含量特性因数关联指数几种原料裂解结果比较参数名称适用于评价何种原料何种原料可获得较高乙烯产率获得方法族组成PONA值石脑油、轻柴油等烷烃含量高、芳烃含量低分析测定氢含量或碳氢比各种原料都适用氢含量高的或碳氢比低的分析测定特性因素主要用于液体原料特性因素高计算关联指数BMCI柴油等重质油关联指数小计算几种参数的比较

几种烃原料的裂解结果比较情境一：乙烯的生产运行与操控任务三：热裂解反应的影响因素课程：有机化工生产运行与操控知识点：工艺参数对热裂解反应的影响裂解压力裂解温度原料特性停留时间影响热裂解反应的影响因素裂解过程的工艺参数——裂解温度

温度对产品分布的影响（1）影响一次产物分布；（2）影响一次反应和二次反应的竞争。

1.裂解温度温度对一次产物分布的影响峰值收率一次反应二次反应（2）温度对一次反应和二次反应竞争的影响

——热力学和动力学分析——热力学

（1）一次反应是吸热反应，升高温度有利。（2）二次反应K比一次反应大，高温不占优势。——动力学分析随温度升高，活化能大的反应,其速率增加的更快。故，一次反应Ea﹥二次反应Ea

k2乙炔碳＋氢

分解二次反应k3乙烯

乙烷一次反应k1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，因而有利于提高乙烯收率。理论上适宜的裂解温度范围750~900℃。轻柴油乙烷石脑油裂解过程的工艺参数——停留时间2.停留时间定义：原料从反应开始到达某一转化率时，在反应器中经历的时间，即经过辐射盘管的时间。裂解管式反应器特点：①非等温②非等容－体积增大短停留时间有利温度－停留时间效应石脑油在不同温度下裂解乙烯收率随停留时间的变化高温-短停留时间最佳组合不同温度-停留时间组合，裂解结果不同。温度-停留时间效应对石脑油产物分布关系可根据对产品分布的要求和技术经济来选择适宜的T－t组合。

高温-短停留时间裂解过程的工艺参数——反应压力3.反应压力——热力学分析生成烯烃的一次反应△n>0烃聚合缩合的二次反应△n<0降低压力

有利于提高乙烯平衡组成有利于抑制结焦过程——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，一次反应对于二次反应的相对速率，一次反应选择性,结焦。工业上加入稀释剂

,P烃↓,常压操作,从而乙烯量↑。

如何降压？?O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2稀释剂目的：降低烃分压稀释剂种类：水蒸气