烃类管式炉裂解制乙稀第一章 烃类热裂解文档格式.docx

1、环戊烷环己烷C5H10C6H1214.26苯甲苯萘蒽C6H6C7H8C10H8C14H107.78.76.255.62焦碳CaHbCn0.30.10对重质烃的裂解，按目前技术水平，原料含氢量控制在大于13%（质量），气态产物的含氢量控制在18%（质量），液态产物含氢量控制在稍高于78%（质量）为宜。因为液态产物含氢量低于78%（质量）时，就易结焦，堵塞炉管和急冷换热设备。3 芳烃指数（BMCI）：BMCI=48640/Tv+473.7*d456.8 Tv=（T10+T30+T50+T70+T90）/5 基准：nC6H14的BMCI=0 的BMCI=100当BMCIHOCH2CH2ClHOCH2

2、CH2Cl+Ca（OH）2C2O追求：“可持续发展的工艺路线”、“最大经济效益”问题3：裂解温度对烃类转化率有何影响？（二） 裂解温度的影响：温度对产物分布的影响：1 影响一次反应的产物分布。2 影响一次反应与二次反应的竞争。I温度升高，有利于乙烯，丙烯的收率升高。II热力学，动力学的综合分析：乙烷裂解：C2H6 C2H4+H2（K11） C2H4 C2H2+H2（K12） C2H2 2C+H2（K13）表1-14 乙烷分解生碳过程各反应的平衡常数温度， kp1 kp2kp3*827927 1027 1127 1227 1. 675 6. 234 18. 89 48. 86111. 980.

3、014950. 080530. 33501. 1343. 2486556000086620001570000344600103200G =RTlnpT升高，KP1升高，KP2升高，KP1/ KP2降低。KP3降低 KP1,KP2 动力学分析：r=k*C k=A*e（-E/RT）图1-7由图知：T增加，k1/k2增加，同时停留时间降低，乙烯收率上升。问题4：什么叫停留时间？停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何影响？（三） 停留时间的影响物料从反应开始到达某一转化率时在反应器内经历的反应时间。非等温，非等容1 平均停留时间：近似式：VR/（*V原料）=t （V原料是平均值）表现停留时间：t= VR

4、/V原 （V原是烃+水蒸气）2 停留时间对裂解结果的影响tm最佳停留时间条件：原料一定，温度一定。最佳停留时间时产品收率最大。3 温度停留时间效应表1-15 温度停留时间效应对石脑油产物分布关系出口温度，度788800816837837871899停留时间，S1. 20. 650. 350. 1产物分布，w%C2H4C3H6C4H6C5CH4/C2H4C2H4+C3H6+C4H615. 623. 013. 6 2. 232. 80.67838. 816. 625. 912. 7 3. 829. 70.64142. 416. 829. 312. 2 4. 227. 80.57545. 716.

5、733. 311. 7 4. 80.50149. 8T增大，t减小，则乙烯收率增大，乙炔减小。总收率效益增大，乙烯，乙炔，丁二烯总量增大。问题5：压力对裂解反应有什么影响？为什么要采用加入稀释剂的办法来实现减压目的？水蒸气作为稀释剂有什么优点？（四） 烃分压和稀释剂的影响：烃分压是指进入管式炉管物料中，气态的碳氢化合物分压。1烃分压对化学平衡的影响：AB+CKP=PB*PC/PA=（XB*XC/XA）*P（B+C-A）=（nB* nC/ nA）*（P/ni）V其中XB=nB/ni V=B+C-AV0,P降低，则PV降低。KP不变，则XB*XC/XA增加。可降低压强至1atm进行操作加稀释剂：A

6、+DB+C+DKP=（XB*XC*XD）/（XA*XD）*PV=（nB* nC* nD）/（nA* nD）* （P/ni）V稀释剂可用N2，H2O，因为：1 热容量大（指H2O）；2 与产物易分离；3 与产物不起反应；4 H2O还可以保护裂解炉管；5 H2O还有清焦作用。表1-16 不同裂解原料的水蒸气烯释比（管式炉裂解）裂解原料原料含氢量，W%结焦难易程度烯释比:水蒸气/烃，kg/kg乙烷丙烷 石脑油 轻柴油原油 20 18. 5 14. 1613. 613. 0 较不易较易很易极易0. 250.40. 30. 50. 50. 80.751. 03. 55. 0表1-17 水蒸气烯释比对公用

7、工程的影响 项 目 0. 6 1. 2燃料高压水蒸气冷却水回收热量 100 116 125 170 135问题6：什么叫动力学裂解深度含数？为什么要用正戊烷作为衡量石脑油裂解深度的当量组分？（五） 动力学裂解深度KSF1 引出：石脑油，正戊烷作裂解的当量组分。2 定义式：KSF是综合考虑了原料性质，停留时间和裂解温度三方面的效应所定义的一个函数作为裂解原料裂解深度的指标。d（KSF）=k5dt 等温：KSF=k5*t（1） 正戊烷在石脑油等油品中总是存在的。（2） 正戊烷在裂解过程中只减小，不增加。（3） 正戊烷易分析。KSF与转化率的关联：Y=dC戊烷/dt=k5*C积分可得：ln（C0/C

8、）=k5*tC=C0*（1-）/Ln/（1-）= k5*t=KSF三个区域：KSF=01 浅度裂解区 KSF=12.3 中度裂解区 KSF2.3 深度裂解区KSF=3.54时,乙烯收率增加,丙烯收率减少,乙烯和丙烯总收率增加问题7：为了提高烯烃收率，烃类热裂解反应条件应如何控制？原料适合,温度高,低的烃分压,短的停留时间,这四的条件对提高乙烯收率有帮助.三.裂解炉裂解工艺流程:问题8：SRT型裂解炉具有哪些特点？表1-18 SRT型炉管排布及工艺参数炉型SRT-ISRT-II（HC）SRT-III炉管尺寸，外径（内径）mm1271P: 89（63）2P:114（95）3-6P:168（152）

9、89（64）114（89）3-4P:178（146）炉管长度，m/组73.260.648.8炉管材质HK-40（Cr25Ni20）HP-40（Cr25Ni35）适用原料乙烷-石脑油乙烷-轻柴油乙烷-减压柴油管壁温度，度（初期-末期）945-1040980-10401015-1100每台炉管组数4对流段换热管组数3停留时间，s0.6-0.70.4750.431-0.37乙烯收率，%（w）27（石脑油）23（轻柴油）23.25-24.5（轻柴油）炉子热效率，%8787-9192-93.5表中1.P-程。炉管内物料走向，一个方向为1程，如3P指第3程。2.HC-代表高生产能力炉。（一） 管式炉1.

10、鲁姆斯炉;（1） 特点:I.门型炉 II.双种加热方式III.炉管立式IV.炉管为变经管,1程4根,2程2根,3,4程各1根 V.余热利用VI.裂解气急冷（2） 变经管降低压降原因分析:PL/P1.252. 毫秒炉：停留时间40毫秒3. 多区域炉4. 倒梯台炉5. 超选择性炉6. 正梯台炉问题9：为什么要对裂解气进行急冷？急冷方式有哪些？（二）裂解气急冷与急冷换热器表1-21 裂解气露点原 料 裂解气露点 （摄氏度）要求出口温度，摄氏度炼厂气轻 油297347 417447 347 347447 4475471 冷目的：终止反应2 急冷方法：间接法，直接法3 两个指标：（1）停留时间尽量短：4

11、0毫秒（2）裂解气出口温度高于冷凝温度问题10：管式炉炉管结焦现象有哪些？如何进行清焦？（三）结焦与清焦1 结焦现象：（1） 炉管进出口压差增大（2） 燃料量增大（3） 裂解气中乙烯含量降低2 清焦：停炉清焦测出口CO20.2% 交替清焦3 加结焦抑制剂：含硫化合物（四）流程问题11：管式炉裂解的优点有哪些？（五） 管式炉的优缺点P58。1.优点：炉型结构简单，操作容易，便于控制，能连续生产，乙烯、丙烯收率较高，产物浓度高，动力消耗小，热效率高，裂解气和烟道气的余热大部分可以设法回收，原料的适用范围随着裂解技术的进步已日渐扩大，可以多炉组合而大型化生产。2缺点：（1）对重质原料的适应性还有一定限度. 裂解重质原料时，由于重质原料极易结焦，故不得不缩短运转周期，降低裂解深度，经常清焦，缩短了常年有效生产时间，也影响裂解炉及炉管的寿命。降低裂解深度的结果是原料利用率不高，重质燃料油等低值品量大，公用工程费用也增高。（2）按高温短停留时间和低烃分压的工艺要求，势必增大炉管的表面热强度，这就要求有耐高温的合金管材和铸管技术。