工艺流程—裂解炉生产乙烯.docx

利用裂解炉生产乙烯
热裂解特点：
高温，吸热量大
低烃分压，短停留时间，避免二次反应的发生
反应产物是复杂的混合物
热裂解的供热方式如下所示：
直接供热法：工艺复杂，裂解气质量低，成本过高。其裂解工艺一直没有很大发展！
工业上烃类裂解生产乙烯的主要过程为：
原料à热裂解à裂解气预处理（包括热量回收、净化、气体压缩等）à裂解气分离à产品乙烯、丙烯及联产物等。
一、原料烃组成对裂解结果的影响影响裂解结果的因素：
原料特性；裂解工艺条件；裂解反应器型式；裂解方法等。
原料特性是最重要的影响因素！
(一)原料烃的族组成、含氢量、芳烃指数、特性因数裂解产物分布的影响
1.族组成（简称PONA值）定义：是指原料烃分子中所含各族烃的质量百分比P—烷族烃N—环烷族烃O—烯族烃A—芳香族烃从表1-7作一比较，在管式裂解炉的裂解条件下，原料愈轻，乙烯收率愈高。随着烃分子量增大，N+A含量增加，乙烯收率下降，液态裂解产物收率逐渐增加。表1-7组成不同的原料裂解产物收率
裂解原料乙烷丙烷石脑油抽余油轻柴油重柴油原料组成特性PPP+NP+NP+N+AP+N+A主要产物收率，%（质量）乙烯84*44.031.732.928.325.0丙烯1.415.613.015.513.512.4丁二烯1.43.44.75.34.84.8混合芳烃0.42.813.711.010.911.2其它12.834.236.835.842.546.6*包括乙烷循环裂解原料的PONA值常常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据。表1-8介绍我国几个产地的轻柴油馏分族组成。表1-8我国常压轻柴油馏分族组成
族组成，%（质量）大庆145～350℃胜利145～350℃任丘145～350℃大港145～350℃P烷族烃正构烷烃异构烷烃62.641.021.653.223.030.265.430.025.444.4环烷族烃其中一环二环三环以上24.216.45.62.228.019.67.01.423.817.45.41.034.420.610.43.4A芳烃其中一环二环三环以上13.27.05.30.918.813.55.00.310.87.23.40.221.213.27.30.7我国轻柴油作裂解原料是较理想的。2.原料氢组成定义：是指原料烃分子中氢原子的质量百分比，不包含溶解的H2烃类裂解过程也是氢在裂解产物中重新分配的过程。原料含氢量对裂解产物分布的影响规律，大体上和PONA值的影响一致。表1-9位各种烃和焦的含氢量比较。表1-9各种烃和焦的含氢量
物质分子式含氢量，%（质量）甲烷乙烷丙烷丁烷烷烃CH4C2H6C3H8C4H10CnH2n+2252018.217.2n+1/(7n+1)×100环戊烷环己烷C5H10C6H1214.2614.26苯甲苯萘蒽C6H6C7H8C10H8C14H107.78.76.255.62焦碳CaHbCn0.3～0.1～0可以看出，碳原子数相同时，含氢量：
烷烃＞环烷烃＞芳烃。含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙烯收率也高。对重质烃类的裂解，按目前的技术水平，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7～8%（质量）时，就容易结焦，阻塞炉管和急冷换热设备。图1-3给出了不同含氢量原料裂解时产物收率。从图中可以看出：含氢量P＞N＞A液体产物收率P＜N＜A乙烯收率P＞N＞A容易结焦倾向P＜N＜A3.芳烃指数（BMCI）定义：BMCI=48640/TV+473.7×d15.615.6－456.8TV=(T10+T30+T50+T70+T90)/5TV—体积平均沸点，KT10、T30…—分别代表恩氏蒸馏馏出体积为10%，30%…时的温度，K基准：n-C6H14的BMCI=0芳烃的BMCI=100因此，BMCI值越小，乙烯收率越高，当BMCI﹤35时，才能做裂解原料。4.特性因素KK=1.216(T立)1/3/d15.6T立=（）3T立—立方平均沸点；xiv—I组分的体积分率；Ti—I组分的沸点，k。小结：原料烃参数对裂解结果的影响1)当PONA增大，乙烯收率增大；2)当氢含量增大，乙烯收率增大；3)当BMCI减小，乙烯收率增大；4)当K增大，乙烯收率增大。
(二)几种烃原料的裂解结果比较
(二)几种烃原料的裂解结果比较
这里列举了乙烷、丙烷、石脑油、轻柴油、重柴油作原料的裂解产物（表1-11）。表1-11不同原料的裂解产物分布（单程）
原料乙烷丙烷石脑油轻柴油原料规格94%95.7%43～159℃173～131℃裂解条件辐射管出口温度，℃737840820790辐射管出口压力，kpa154.7100100107水蒸气/油（质量）0.330.40.600.75裂解产物组成，%（质量）H23.081.