【正文】 該法采用廉價的乙烷作原料，但投資較高。乙炔法技術(shù)成熟，反應(yīng)條件緩和，設(shè)備簡單，副產(chǎn)物少，產(chǎn)率高。常在液相中進(jìn)行，反應(yīng)條件較緩和。 有部分氧化法、電弧法和蓄熱式裂解法，目前廣泛采用的是部分氧化法，原料仍為天然氣。 h 1 裂解原料 原料預(yù)熱和氣化 輻射段 升溫和 反應(yīng)熱 稀釋 水蒸氣 裂解氣壓縮 冷凍 其他 合計 急冷換熱器 初分餾塔 熱煙道氣 合計 乙烷 丙烷 石油腦 粗柴油 1 0 2 . 1 1 5 3 . 2 2 0 3 . 4 3 2 2 . 7 2 3 7 . 8 2 3 9 . 4 3 4 0 . 7 3 8 0 . 1 5 6 . 1 5 8 . 2 1 1 5 . 9 3 0 0 . 1 1 3 9 . 0 1 6 4 . 1 1 3 3 . 9 1 3 3 . 9 1 5 4 . 0 1 8 8 . 4 1 3 6 . 9 1 3 7 . 3 1 5 . 9 8 9 . 6 4 4 . 4 4 4 . 4 7 0 4 . 9 89 2 . 9 9 7 5 . 3 1 3 1 6 . 1 138 109 222 264 17 71 109 180 285 268 410 452 439 448 741 896 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 30%的高能位熱量，產(chǎn)生高壓蒸 汽用于發(fā)電或者驅(qū)動水蒸氣透平； 50~60%低能位熱量，主要用作預(yù)熱原 料和過熱水蒸氣； 10~20%的低能位熱量，用作熱 源。 （ 3）深冷分離法工藝操作特征 3種分離流程的各塔操作條件如 表 5113，從表中可見脫甲烷塔頂溫度有區(qū)別，這是因為脫甲烷塔采取了不同壓力操作的原因。 產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好，但能耗大、流程復(fù)雜。 酸性氣體 ，主要是 CO2和 H2S， H2S主要是腐蝕設(shè)備管道，使干燥用分子篩縮短壽命，還會使加氫脫炔的催化劑中毒； CO2主要是因為在深冷操作中會結(jié)成干冰，堵塞設(shè)備和管道。 t 1 （ 2）砂子爐 操作復(fù)雜、投資大、占地多，沒有得到推廣。 （ 2）芳烴 指苯、甲苯、二甲苯，還有萘， 部分由石油烴熱裂解制得 ，大部分來自石油烴的催化重整。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 烴類熱裂解工藝條件討論 （ 1）裂解原料 表 5102列出了不同原料在管式裂解爐內(nèi)裂解的產(chǎn)物分布。 b. 五元碳環(huán)比六元環(huán)穩(wěn)定，較難斷裂。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 （ 5）管式爐熱裂解的技術(shù)進(jìn)步 a、原料多樣化：隨著催化裂化技術(shù)的進(jìn)步， 原料逐 步向重質(zhì)化方向延伸 、擴(kuò)大了原料來源； b、裂解方式多樣化：發(fā)展了過熱水蒸氣法、部分 氧化法、加氫裂化法和 催化裂化法 ，提高了原 料的轉(zhuǎn)化率和選擇性； c、裂解爐爐型不斷更新：為提高裂解溫度，縮短 停留時間以 提高低級烯烴產(chǎn)率 ，已發(fā)展 5種比較 先進(jìn)的裂解爐爐型； d、廢熱鍋爐（急冷換熱器）多樣化、高效化； e、能量回收更趨合理 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 二、烴類熱裂解原理 烴類熱裂解的過程十分復(fù)雜，按反應(yīng)進(jìn)行的先后 順序，分為一次反應(yīng)和二次反應(yīng)： 一次反應(yīng) ：由原料烴類熱裂解生成乙烯和丙烯等低級 烯烴的反應(yīng)。第五章 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 第一節(jié) 烴類熱裂解 第二節(jié) 氯化 第三節(jié) 烷基化 第一節(jié) 烴類熱裂解 一、概述 定義： 裂解 又稱裂化，指有機(jī)化合物受熱分解和縮合生成相對分子質(zhì)量不同的產(chǎn)品的過程。 二次反應(yīng) ：由一次反應(yīng)生成的低級烯烴進(jìn)一步反應(yīng)生 成多種產(chǎn)物，直至最后生成焦或碳的反應(yīng)。 c. 由于伴有脫氫反應(yīng)，有些碳環(huán)（如六元碳環(huán)）可 轉(zhuǎn)化為芳烴； 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 （ 3）芳烴熱裂解的一次反應(yīng) 在一般的裂解溫度下 不易發(fā)生芳烴開環(huán)反應(yīng) ，但 會發(fā)生芳烴脫氫縮合、側(cè)鏈斷裂和脫氫反應(yīng) 。 表 5102 不同原料裂解的主要產(chǎn)物收率（單位： %） 主要 產(chǎn)物 裂解 原料 乙烯 丙 烯 丁 二 烯 混 合 芳 烴 其 他 主要 產(chǎn)物 裂解 原料 乙烯 丙 烯 丁 二 烯 混 合 芳 烴 其他 乙烷 丙烷 正丁烷 輕石 腦 油 8 4 . 0 4 4 . 0 4 4 . 4 4 0 . 3 1 . 4 1 5 . 6 1 7 . 3 1 5 . 8 1 . 4 3 . 4 4 . 0 4 . 9 0 . 4 2 . 8 3 . 4 4 . 8 1 2 . 8 3 4 . 2 3 0 . 9 3 4 . 2 全沸程石 腦 油 抽余油 輕柴油 重柴油 3 1 . 7 3 2 . 9 2 8 . 3 2 5 . 0 1 3 . 0 1 5 . 0 13. 5 1 2 . 4 4 . 7 5 . 3 4 . 8 4 . 8 1 3 . 7 1 1 . 0 1 0 . 9 1 1 . 2 3 6 . 8 3 5 . 8 4 2 . 5 4 6 . 6 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 表 5103 生產(chǎn) 1t(乙烯 )所需原料量及聯(lián)副產(chǎn)物量 指標(biāo) 乙烷 丙烷 石腦 油 輕柴油 需原料量 /t 聯(lián)產(chǎn)品 /t 其中 m （丙烯） /t m （丁二烯） /t m [ B T X （三苯） ] /t 1 . 3 0 0 . 2 9 9 5 0 . 0 3 7 4 0 . 0 1 7 6 — 2 . 3 8 1 . 3 8 0 . 3 8 6 0 . 0 7 5 0 . 0 9 5 3 . 1 8 2 . 6 0 0 . 4 7 0 . 1 1 9 0 . 4 9 3 . 7 9 2 . 7 9 0 . 5 3 8 0 . 1 4 8 0 . 5 0 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 液態(tài)烴特別是輕油是目前世界上廣泛采用的裂解原料。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 表 5 1 0 5 乙 烯 系 統(tǒng) 主 要 產(chǎn) 品聚 合高 壓 聚 乙 烯 薄 膜 、 成 型 制 品低 壓 聚 乙 烯第 二 單 體 1 ， 4 丁 二 烯線 性 低 密 度 聚 乙 烯與 丙 烯 共 聚乙 丙 橡 膠 電 線 、 電 纜氧 化環(huán) 氧 乙 烷水 合乙 二 醇 滌 綸 、 抗 凍 劑 、 炸 藥 等表 面 活 性 劑乙 醇 胺氯 化二 氯 乙 烷氯 乙 烯 聚 氯 乙 烯 塑 料 薄 膜 、 合 成 纖 維乙 醛醋 酸 酯 類 、 維 尼 龍 、 制 藥 等合 成 原 料 、 增 塑 劑 原 料 等乙 酰 氧 基 化醋 酸 乙 烯 合 成 纖 維 、 涂 料 、 粘 合 劑苯 ， 烷 基 化乙 苯脫 氫苯 乙 烯 聚 苯 乙 烯 塑 料 、 A B S 、 丁 苯 橡 膠二 聚丁 烯 聚 丁 烯 、 線 性 低 密 度 聚 乙 烯齊 聚 、 水 合高 碳 醇表 面 活 性 劑 、 增 塑 劑水 合乙 醇 溶 劑 、 合 成 原 料乙 烯聚 合聚 合薄 膜 、 成 型 制 品薄 膜 、 成 型 制 品氧 化有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 表 5 1 0 6 丙 烯 系 統(tǒng) 主 要 產(chǎn) 品聚 合聚 丙 烯合 成 纖 維 、 薄 膜 。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 （ 3）管式裂解爐 在國內(nèi)外廣泛采用，圍繞如何提高熱效率和選擇性的問題，發(fā)展了多種爐型： 簡稱 SRT（短停留時間， SRTⅤ 為 ~ ）裂解爐。 臺 1 水蒸氣比 爐管出口壓力 /P a 爐管出口溫度 / ℃ 停留時間 /s 原料 乙烯收率 % 丙烯收率 % 丁二烯收率 % 爐子熱效率 % 運轉(zhuǎn)周期 / d 爐子內(nèi)徑 / m m 材質(zhì) 爐管排列方式 S T R Ⅳ 型 1 5 . 0 5 0 . 7 5 1 . 0 6 105 8 2 6 0 . 3 0 5 ~ 0 . 3 7 輕柴油 2 9 . 4 1 4 . 3 4 . 8 94 45 φ 57 ， φ 8 9 φ 1 6 5 HR 40 8 4 1 1 W 型 1 6 . 1 0 . 7 9 . 5 1 104 80 3 0 . 3 輕柴油 2 7 . 7 1 3 . 6 5 5 . 0 7 93 50 φ 70 ， φ 75 φ 82 ， φ 89 HP 40 W 型 GK Ⅲ 型 9 . 9 9 0 . 7 5 8 . 1 4 104 8 0 8 0 . 3 7 輕柴油 2 8 . 1 7 1 5 . 6 4 5 . 7 93 50 φ 80 ， φ 1 1 4 . 2 HP 40 4 4 2 2 毫秒型爐 * 0 . 6 0 6 . 1 8 104 8 8 5 0 . 0 5 ~ 0 . 1 輕柴油 2 9 . 9 1 4 . 0 6 . 5 93 6 . 5 * * φ 27 8 0 0 H 管式裂解爐優(yōu)點： ，能連續(xù)生產(chǎn)。脫酸性氣體，工業(yè)上主要是用化學(xué)吸收法，采用 NaOH溶液作吸收劑，稱堿洗法。 （精餾）法 用系統(tǒng)自產(chǎn)的 C C4或芳烴作吸收劑，在 70℃將 C2以上餾分吸收下來，再采用精餾方法逐個分離出來。 表 5114表示了高壓和低壓脫甲烷的能耗比較。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 4. 制冷流程 （ 1）制冷基本原理 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 氣體， 低溫低壓 氣體， 高溫高壓 壓縮機(jī) 蒸發(fā)器 冷凝器 液體， 低溫低壓 液體， 低溫高壓 節(jié)流閥 （ 2）復(fù)疊制冷 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 （ 3）多級制冷循環(huán) （ 4）熱泵 把熱量從低溫?zé)嵩此拖蚋邷責(zé)嵩吹捏w系稱作熱泵 ； 有如下四種形式，見圖 5116 ： A型熱泵 B型熱泵 c式省去了塔頂冷凝器， d式省去了塔釜再沸器， 而且都不用冷劑。 2．部分氧化法生產(chǎn)工藝 （ 1）化學(xué)反應(yīng) 0298 277 .4 /KH k J m ol? ? ?0298 376 .6 /K k J m ol??C H 4 + O 2 C O + H 2 + H 2 O2 C H 4 C 2 H 2 + 3 H 2（ 2）反應(yīng)工藝 采用旋焰爐，結(jié)構(gòu)示于圖 5118 圖5118 旋焰爐結(jié)構(gòu)示意圖 ① 反應(yīng)工序 CH4和 O2分別預(yù)熱至 600~650℃ ，在旋流混合器中快速混合， 溫度約 1530℃ ，停留時間 ~，裂解氣組成見表 5118.