有机化工 第一章 烃类热裂解.pptVIP

第一章 烃 类 热 裂 解 ○ 加氢脱乙炔工艺流程：分段加氢 ○ 丙炔和丙二烯的脱除：精馏法和催化加氢法（后者又分为气相 法和液相法），一般采用液相加氢法。 （2）溶剂吸收法脱乙炔： ○ 丙酮、二甲基甲酰胺、N－甲基吡咯烷酮等。 三、裂解气深冷分离工艺流程 （一）顺序分离流程 将裂解气按含C原子的多少，由轻到重逐一分离。 三大代表性流程：顺序分离流程、前脱乙烷流程、 前脱丙烷流程 （二）前脱乙烷流程 从脱乙烷塔顶分出甲烷、氢和C2馏分，塔釜得到C3及更重组分。 （三）前脱丙烷流程 脱丙烷塔居首，C4及更重组分不进入脱甲烷系统。 （四）深冷分离三大代表性流程的比较 作业：P49，第15题 第三节 热裂解过程的能量有效利用技术 一、节能途径 1. 裂解炉 2.急冷系统 3.三机系统 4.冷区系统 二、节能措施 1. 提高裂解选择性 2. 提高裂解炉的热效率 ○ 降低裂解炉的排烟温度 ○降低过剩空气系数 ○减少炉体热量损失 3. 改善高温裂解气热量回收 ○取消蒸汽过热炉 ○改善废热锅炉热量回收 （一）裂解系统 （二）分离系统 * 第一节 烃类热裂解技术 一、反应原理 （一）一次反应 由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯的反应。主反应 1. 烷烃裂解的一次反应 正构烷烃 断链反应（C－C断裂、较易） → 烯烃 ＋烷 烃、强吸热、不可逆、 C原子数越多越易断裂 脱H反应（C－H断裂） → 烯烃＋H2、 强吸热、 可逆 C5以上环化脱H → 环烷烃＋ H2 正构烷烃的裂解规律： 断链反应比脱氢反应容易进行 多碳比少碳的易断链 烷烃的脱氢能力与分子结构有关（ ？ ） 带支链的C-C、C-H比直链的易断裂 脱氢反应与断链反应均为强吸热反应，脱氢吸热值更高 6 断链反应为一不可逆反应，脱氢是一可逆过程 思考： 比较表1-2中的反应（2）-（5）可以得出什么结论？ 结论： 在断链反应中，低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂在热力学上占有优势，所得小分子主要为CH4，所得较大分子主要为烯烃。 随着烷烃碳链的增长，在分子中间断裂的趋势增大。 异构烷烃 —无简单规律可偱 异构烷烃裂解所得的乙烯、丙烯比正构烷烃的收率低，而H2、CH4及C4以上烯烃的收率较高。 2.环烷烃裂解的一次反应 环烷烃 （带侧链） 先侧链从 中部断裂 无侧链环烷烃 脱H反应 较易 环烯烃、芳烃等 开环反应 乙烯、丙烯、丁二烯等 侧链烷基比烃环易裂解；环烷烃脱H比开环容易；环烷烃比同碳数的链烷烃裂解时的乙烯、丙烯收率低，丁二烯和芳烃的收率较高。 3.芳烃裂解的一次反应 芳烃 芳环脱H缩合反应 侧链断链反应 侧链脱H反应 多环、稠环芳烃、生成焦油直至结焦 苯、甲苯、二甲苯等 芳基烯烃＋H2 4.烯烃裂解的一次反应 发生断链和脱H反应。生成乙烯、丙烯等低级烯烃和二烯烃。 5.各族烃类的热裂解反应规律 P．教材15页。 （二）二次反应 由一次反应生成的乙烯、丙烯进一步反应生成各种产物,甚至最后生成焦或碳。 为副反应。 1.烯烃的裂解 2.烯烃的结焦 3.烯烃的加H和脱H 4.烃的分解生碳 结焦是在较低温度下（＜1200K）通过芳烃综合而成；而生碳是在较高温度下（ ＞1200K ）通过生成乙炔的中间阶段，脱H为稠合的碳原子。 （三）裂解反应机理 1.自由基反应机理 链引发：在热的作用下，C-C断裂生成两个自由基。 链增长：自由基的夺氢反应（生成新的自由基）和自由基的分解反应（生成一个烯烃分子和一个新的自由基） 链终止：自由基与自由基结合成分子的过程。 2.分子反应机理 作业：P48，第1题 作业：逢双周的星期三第1、2节课交主教学楼5楼教师休息室。下周可不交。 二、热裂解过程的影响因素 （一）原料特性 1. 族组成（PONA值） P－链烷烃；O－烯烃；N－环烷烃；A－芳香烃 2. 氢含量和碳氢比 3. 关联指数（BMCI值） 对于生产乙烯、丙烯的原料，要求O、N、A族越少越好。一般原料愈轻乙烯收率愈高。 一般氢含量高的原料有利于裂解生产轻质气体产品。 BMCI值表示油品芳烃的含量，是沸点和相对密度的函数。 4.特性因素K 是反映原油及其馏分化学组成特性的一种特性数据.烷烃的K值最高，芳烃最小。 （二）工艺条件 1. 裂解温度和停留时间 高温（一次反应是吸热反应，T↑其平衡常数K↑且反应速度也↑； 但