【正文】 間是一組相互關(guān)聯(lián)不可分割的參數(shù)。乙炔結(jié)碳反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小。 ? 為了說明化學(xué)平衡的計(jì)算方法，現(xiàn)以簡(jiǎn)化的 乙烷裂解反應(yīng)系統(tǒng)為例 進(jìn)行平衡組成的計(jì)算，并進(jìn)一步討論裂解反應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)律。用以表征柴油等重質(zhì)餾分油中烴組分的結(jié)構(gòu)特性。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 100 氫含量總結(jié) ? 顯然，根據(jù)裂解原料的氫含量既可判斷該原料可能達(dá)到的裂解深度，也可評(píng)價(jià)該原料裂解所得 C4和 C4以下輕烴的收率。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 95 氫含量計(jì)算 ? 可判斷原料可能達(dá)到的裂解深度，及 C4及C4以下輕烴的收率 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 96 氫含量應(yīng)用 ? 用元素分析法測(cè)得，是用于各種原料，用以關(guān)聯(lián)烴原料的乙烯潛在產(chǎn)率。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 84 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 85 產(chǎn)物分布 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 86 ? 族組成 PONA值 ? 氫含量 ? 特性因數(shù) ? 芳烴指數(shù) 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 87 族組成－ PONA值 ? 適用于表征石腦油、輕柴油等輕質(zhì)餾分油 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 88 烷烴 P (paraffin) 烯烴 O (olefin) 環(huán)烷烴 N (naphtene) 芳烴 A (aromatics) PONA值應(yīng)用 ? 烷烴含量越大，芳烴越少，則乙烯產(chǎn)率越高。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 66 1. 1熱裂解過程的化學(xué)反應(yīng) （ 1）烷烴 脫氫反應(yīng) ： CnH2n+2 CnH2n+H2 （ C— H鍵斷裂 ） 斷鏈反應(yīng) ： CnH2n+2 CmH2m+ CkH2k+2 m＋ k=n 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 67 正構(gòu)烷烴裂解規(guī)律 ? 相同烷烴斷鏈比脫氫容易 ? 碳鏈越長越易裂解 ? 斷鏈?zhǔn)遣豢赡孢^程，脫氫是可逆過程 ? 在分子兩端斷鏈的優(yōu)勢(shì)大 ? 乙烷不發(fā)生斷鏈反應(yīng)，只發(fā)生脫氫反應(yīng)生成乙烯，甲烷在一般裂解溫度下不發(fā)生變化 ? 主要產(chǎn)物： 氫、甲烷、乙烯、丙烯 ? 特點(diǎn) : 生產(chǎn)乙烯、丙烯的理想原料 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 68 異構(gòu)烷烴裂解規(guī)律 ? 比正構(gòu)烷烴容易裂解或脫氫 ? 脫氫能力與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，難易順序?yàn)槭鍤洌局贇洌静畾? ? 隨著碳原子數(shù)的增加，異構(gòu)烷烴與正構(gòu)烷烴裂解所得乙烯和丙烯收率的差異減小 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 69 ? 異構(gòu)烷烴 主要產(chǎn)物： 氫、甲烷、乙烯、丙烯、 C4烯烴 特點(diǎn) : ? 異構(gòu)烷烴裂解所得乙烯、丙烯收率遠(yuǎn)較正構(gòu)烷裂解所得收率低，而氫、甲烷、 C4及C4以上烯烴收率較高 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 70 ? （ 2） 環(huán)烷烴 裂解反應(yīng)包括： ? 斷鏈開環(huán)反應(yīng) ? 脫氫反應(yīng) ? 側(cè)鏈斷裂 ? 開環(huán)脫氫 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 71 環(huán)烷烴的裂解反應(yīng)規(guī)律 ? 側(cè)鏈烷基斷裂比開環(huán)容易 ? 脫氫生成芳烴優(yōu)于開環(huán)生成烯烴 ? 五環(huán)比六環(huán)烷烴難裂解 ? 比鏈烷烴更易于生成焦油， 產(chǎn)生結(jié)焦 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 72 ? （ 3） 芳烴 a. 烷基芳烴的 側(cè)鏈脫烷基反應(yīng)或斷鍵反應(yīng) b. 環(huán)烷基芳烴的脫氫和異構(gòu)脫氫反應(yīng) c. 芳烴縮合反應(yīng) 產(chǎn)物： 多環(huán)芳烴，結(jié)焦 特點(diǎn)： 不宜做裂解原料 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 73 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 74 ArCkH2k+1+CmH2m ArH+CnH2n ArCnH2n+1 ArCnH2n+1 ArCnH2n1+H2 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 75 + + R 3 1 R 4 H R R 2 裂解過程的結(jié)焦生碳反應(yīng) ? 各種烴在高溫下不穩(wěn)定 ? 9001000℃ 以上經(jīng)過炔烴中間階段而生碳； ? 500900℃ 經(jīng)過芳烴中間階段而結(jié)焦。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 56 ? 解： ? 進(jìn)反應(yīng)器的乙烷量 =100/30= kmol ? 產(chǎn)物中乙烷量 =4/30= kmol ， ? 生成乙烯 =? 轉(zhuǎn)化的乙烷量 =60% = kmol ， ? 未轉(zhuǎn)化的乙烷量 == kmol 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 57 ? 設(shè)未反應(yīng)的乙烷除了有 kmol隨產(chǎn)物乙烯帶走外，其余全部返回到反應(yīng)器中，即= kmol ? 則新鮮乙烷量 == kmol ， 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 58 ? 乙烯選擇性 =? 乙烷的全程轉(zhuǎn)化率 =， ? 乙烯的單程收率 =? 乙烯全程收率 =， ? 乙烯全程質(zhì)量收率 =（ 30 ）=% 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 59 ? 解：由已知可得，循環(huán)回到裂解器中的乙烷質(zhì)量 為 ??環(huán) =4kg，則有新鮮純乙烷進(jìn)入裂解器的質(zhì)量為 ??鮮 = 100?4 =96kg，設(shè)有100kg乙烷進(jìn)入裂解器中，有 ?? ? 轉(zhuǎn) kg乙烷在反應(yīng)器中發(fā)生轉(zhuǎn)化，則有 : 36kg乙烷 10036 ， 4kg乙烷 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 60 ? 64kg乙烷 100kg乙烷 40kg乙烷 ??轉(zhuǎn) 30? 30100 =60%??轉(zhuǎn) =60???? 乙烷單程轉(zhuǎn)化率： ????2??6,??????=60 64 =%??單 =??轉(zhuǎn) ??鮮 = ??轉(zhuǎn) ??乙烷 ??乙烷 ??鮮 =60%乙烷的選擇性： S= 28 6030 =% 乙烷的單程收率： ??單 = ??單 ? ??=%?60%= % 乙烷的全程收率：??全 =%?%=%????,總==% 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 61 練習(xí)題 2 ? 216今有一種工業(yè)乙烷氣體，其中各組分的體積分?jǐn)?shù)為 98寫 CzHs, 100qH4, 10o C3 H6。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 52 ? 催化劑的分類 ? 按催化反應(yīng)體系的物相均一性分 :有均相催化劑和非均相催化劑。單位為 kg/(h〃m3) ， kg/(h〃kg) 。 ? 化工生產(chǎn)工藝流程 ? （ 1）工藝流程和流程圖 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 38 化工生產(chǎn)過程 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 39 產(chǎn)品分離與精制 化學(xué)反應(yīng) 原料預(yù)處理 達(dá)到所需狀態(tài)和規(guī)格 反應(yīng)類型、反應(yīng)器 得到符合規(guī)格的產(chǎn)品 回收利用副產(chǎn)物 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 40 ? （ 2）化工生產(chǎn)工藝流程的組織 ? 從“目標(biāo)”出發(fā)對(duì)不同功能的單元進(jìn)行邏輯組合 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 41 ? 生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度 ? 化學(xué)反應(yīng)的效率 —— 合成效率 ? 轉(zhuǎn)化率 選擇性 收率 ? 平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 42 ? . 3. 1生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度 ? (1)生產(chǎn)能力系指一個(gè)設(shè)備、一套裝置或一個(gè)工廠在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量，或在單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量。 ? 化工原料資源及其加工利用途徑 。 ? 二氛乙烯、一氛甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 14 烴類選擇性氧化 ? 是指烴類及其衍生物中少量氫原子 (有時(shí)還有少量碳原子 )與氧化劑 (通常是氧 )發(fā)生作用，而其他氫和碳原子不與氧化劑反應(yīng)的過程。 ? 芳烴最初全部來源于煤焦化工業(yè)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 6 ? 基本有機(jī)化工，從石油、天然氣、煤等天然資源出發(fā)，經(jīng)過化學(xué)加工可得到 乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、 合成氣等產(chǎn)品，此類產(chǎn)品是有機(jī)化工基礎(chǔ)原料，產(chǎn)量很大。 ? 發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，重點(diǎn)是發(fā)展新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品、增加高附加產(chǎn)值產(chǎn)品的品種和