2-第三章 裂解过程的工艺参数和操作指标.ppt

①表观停留时间： VR、S、L——反应器容积，裂解管截面积，管长。 V——单位时间通过裂解炉的气体体积，m3/s。 进出口体积流率的算术平均值 反映了所有物料（包括稀释蒸气）在裂解炉中 的停留时间。 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。 工业上加入稀释剂，P烃↓，常压操作，从而乙烯量↑。 SRT-III型炉基本结构 （1）构造 管式裂解炉由炉体和裂解管组成。 炉体用钢构件和耐火材料砌筑，分为对流室和辐射室。 1、SRT型管式裂解炉 对流室 辐射室 对流室：安装原料预热管及蒸汽加热管。 用于预热裂解原料、稀 释蒸汽等和回收烟气热 量。 辐射室：在炉墙和底部安装燃烧器，裂解炉管垂直放置在辐射室中央。利用高温烟气辐射传热，预热原料在管内进行裂解反应。 对流室预热管排布 SRT-III:充分利用了低温位的热源，用以加热原料、 稀释蒸汽、锅炉给水、高压蒸气等。 供热方式：烧嘴布置方案 侧壁烧嘴 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合 a. 侧壁：炉膛温度均匀，但结构复杂，投资大，且只可用气体燃料； b. 底部：结构简单，经济，气体，液体燃料均可，但火焰高度有限，且温度分布不均匀； c. 联合：侧壁用气体燃料，底部用气体，液体均可。 乙烯裂解炉管 （2）盘管结构 ——采用立式单排双面辐射 吉化乙烯厂乙烯裂解炉施工现场 适应多种原料的灵活性 炉管热强度高，炉子热效率高 炉膛温度分布均匀 生产能力大 运转周期长 裂解过程对管式炉的要求 SRT型裂解炉辐射盘管 HP-40铬镍钢 （1100 ℃ ） 6 炉管材料 HK-40铬镍钢 （1050℃） 变径 均径 如裂解目的产物是乙烯，则裂解温度可适当提高；如要多产丙烯，裂解温度可适当降低。 峰值收率 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 因此，应选择一个最适宜的裂解温度，发挥一次反应在动力学上的优势，而克服二次反应在热力学上的优势，即可得到较高的乙烯收率也可减少焦炭的生成。 理论上适宜的裂解温度范围750~900℃。 实际T与裂解原料、产品分布、裂解技术和停留时间等有关。如某厂乙烷裂解炉的裂解温度是850～870℃，石脑油的是840～865℃，轻柴油的是830～860℃。 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 停留时间的计算 ②平均停留时间： 近似计算时： V’——原料气平均体积流量 av’——最终体积增大率，即所得裂解气的体积与原料气体积之比。 停留时间的选择主要取决于裂解温度，当停留时间在适宜的范围内，乙烯的生成量最大，损失较小，即有一个最高的乙烯收率。 停留时间对乙烷转化率和乙烯收率的影响 温度℃ 832 832 停留时间，s 0.0278 0.0805 乙烷单程转化率，% 14.8 60.2 按分解乙烷计的乙烯产率，% 89.4 76.5 短停留时间有利 3、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。 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 裂解温度－停留时间的限制 裂解深度限定（动力学方程） 工程中常以C5以上液相产品含氢量不低于8%为裂解深度的限度 （X T、t）。 温度限定 炉管管壁温度受炉管材质限制 热强度限定 热强度:单位时间内单位炉管表面积传递的热量。 炉管表面热强度越大，则完成相同热任务所需的传热面积越小。 Cr25Ni20→Cr25Ni35, 1050 →1100℃ 极限温度T≯950℃ 化学平衡分析 1、压力对裂解反应的影响 三、烃分压与稀释剂 △n0时: 增大反应压力，Kx上升，平衡向生成产