石油化工煉制的裂解反應范文

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1、裂解工藝條件

為了使裂解反應能獲得盡可能多的乙烯、丙烯等目的產物，盡量抑制生成炭的二次反應發生，必須選擇裂解的最佳工藝條件。

1.1裂解溫度與停留時間。綜合熱力學和動力學因素，在792～1107℃的范圍內，溫度越高，越有利于生成乙烯而不利于生成焦炭，但反應溫度不能過高。與溫度相應的另一個重要的條件就是停留時間。

1.2裂解壓強和稀釋劑。脫氫和斷鏈反應是體積增大的反應。從化學平衡的角度來看，顯然，反應時壓強低一些有利于多產乙烯。從動力學角度講，裂解是單分子反應，反應級數低；聚合縮合等生炭反應是多分子反應，反應級數高，因此降低壓強有利于提高乙烯的產率。但在實際生產中，減壓是不易實現的，特別是萬一漏進空氣容易發生危險。因此通常采用略高于大氣壓的壓強。同時加入水蒸氣作為稀釋劑以降低分壓。由此看來，對于裂解反應，必須創造高溫、快速的反應條件。在操作中，要使原料氣的溫度很快上升到反應所需溫度，經過短時間反應，又很快把裂解氣降溫以終止反應。高溫、快速、驟冷就是熱裂解反應的基本特點。

2、裂解爐與裂解流程

裂解爐的種類很多，目前有90％以上的裂解爐采用管式爐。管式爐是由許多合金鋼管組成，管內通入烴類原料和水蒸氣，管外燒火加熱，熱量通過管壁迅速傳遞給管內物料，而使烴類原料在高溫下發生裂解。裂解爐輻射段爐管單排垂直排布，燒嘴軸線與輻射段裂解爐管軸線平行，燒嘴工作時，火焰的方向是朝下的，故稱倒火焰。它的內側壁呈倒梯臺形，故稱倒梯臺形。對流段爐管是水平的，原料油先經對流段預熱，然后按1、2、3…順序向中間集中。反應后的產品集中于急冷熱交換器。迅速降溫至550℃左右，進入急冷器3與噴入的急冷油接觸。降溫后的油品進入汽油精餾塔4，氣體與裂解汽油從汽油精餾塔頂排出。經冷卻、冷凝后，進入油水分離器5。裂解氣從分離器頂部送走，下層是冷凝水，可用來生產蒸汽，供裂解時作稀釋劑循環使用。中間是裂解汽油，一部分進一步加工以提取芳烴，另一部分返回汽油精餾塔作為回流液。從汽油精餾塔底排出的是裂解重油，經冷卻后一部分作為產品(燃料油)，一部分作為急冷油循環使用。

3、裂解氣的凈化和深冷分離

裂解氣是多組分的混合物，它們主要是氫、甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、丁烷、戊烯、戊烷以及大分子烴等。部分裂解產物中還有一氧化碳、二氧化碳、乙炔等。它們的含量隨裂解原料和裂解條件不同而異。

3.1裂解氣預處理。裂解氣中所含的水分、一氧化碳、二氧化碳、硫化物、炔烴等，是制冷的有害雜質，也是乙烯、丙烯等在二次加工時，對催化劑有毒害作用的物質。其中水分及二氧化碳在低溫時會凝成固體，將管路堵塞；炔烴易聚合，妨礙壓縮；一氧化碳、硫化物將使加氫催化劑中毒。因此，這些雜質應設法除掉。

3.2制冷。制冷的目的是使除氫氣以外的氣體液化，然后把液態組分用精餾方法進行分離。制冷是根據壓縮氣體在絕熱膨脹時溫度降低的原理，利用機械能獲得低溫的過程。為了分離裂解氣，常采用乙烯一丙烯復疊制冷的方法先使丙烯在一定壓力下，用冷水冷卻使之液化，液化的丙烯在復疊換熱器中向乙烯供冷，使乙烯液化。液化的乙烯在換熱器1中可使物料冷卻到-100℃左右而液化。

3.3精餾分離。精餾分離是利用各組分的沸點不同進行分離的操作。一般大型工廠采用的壓強為2.8～4.2MPa，相應的溫度為-70～-100℃。在這個壓強和溫度下，除H2以外所有的烴類都液化，然后再在不同的壓強和溫度下通過精餾逐個分離。分離的次序是按各組分沸點的高低順序：先把不同碳原子的烴分開，再把相同碳原子數的烯烴和烷烴分開。從塔頂分離出丙烷，將丙烷及比丙烷更輕的組分與C4餾分及比C4餾分更重的組分進行分離的塔，稱脫丙烷塔，簡稱脫丙塔。

作者：史乘忠單位：大慶油田試油試采分公司試驗大隊