【正文】 力學(xué)數(shù)據(jù)比較缺乏， 可用圖 5102進(jìn)行估算。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 圖 5105 由輕柴油裂解裝置工藝流程圖 （ 1）蓄熱式裂解爐 生產(chǎn)效率和熱效率都低，僅在小型廠使用。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 烴類熱裂解 分離過程分為三大部分： 包括脫除酸性氣體、脫水和脫炔烴。 （ 2）分離流程 如 圖 5111所示的幾種分離流程。有些產(chǎn)品從乙炔出發(fā)合成比由乙烯出發(fā)合成更為簡便（ 表 5117），因此，乙炔法仍有一定的市場。 1. 氯乙烯生產(chǎn)方法評述 （ 1）乙炔法 乙炔的轉(zhuǎn)化率是 97~98%，氯乙烯產(chǎn)率為 80~95%。 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 氯化 H C C H + H C l C H 2 C l C H 2C l1 0 0℃ ℃~ 1 8 0H g C l2 /活 性 炭C2H4 +2HCl CH2=CHCl +H2O250℃ ~350℃O2, CuCl2 / KCl表 5202 不同氯乙烯工藝的經(jīng)濟(jì)比較 生產(chǎn)工藝 氧氯化平衡法 P a r te c 法 乙烷氧氯化法 乙炔法 生產(chǎn)能力 k t/ a 投資費(fèi)用 百萬美元 裝置投資 其他項目投資 資金總額 生產(chǎn)成本 美元 /t 原料 公用事業(yè)成本 可變成本 直接固定成本 分?jǐn)偣潭ǔ杀? 生產(chǎn)現(xiàn)金成本 不可預(yù)見成本 全生產(chǎn)成本 5 9 0 3 1 5 . 2 7 8 . 8 3 9 4 . 0 5 7 0 99 6 6 9 21 19 7 0 8 54 7 6 2 5 9 0 2 5 6 . 6 6 4 . 2 3 2 0 . 8 5 5 7 1 4 4 7 0 1 . 5 5 24 17 7 4 2 45 7 8 6 5 9 0 3 9 7 . 5 9 9 . 4 4 9 6 . 9 2 7 8 . 6 8 86 5 8 8 . 8 1 24 23 6 0 5 66 6 7 1 1 6 0 9 2 . 8 2 3 . 2 1 1 6 . 0 7 2 5 88 8 1 2 . 5 8 42 20 8 7 4 53 9 2 7 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 氯化 表 5203 三種氯乙烯生產(chǎn)方法的原料消耗（ t/t氯乙烯） 方法 乙炔 乙烯 氧氣 氧化氫 乙炔法 聯(lián)合法 氧氯化法 — — — — — 有機(jī)化工反應(yīng)單元工藝 —— 氯化 包括 乙烯氯化、乙烯氧氯化和二氯乙烷裂解 三個工序。 使用催化劑降低反應(yīng)活化能，從而促使氯化反應(yīng)進(jìn)行。 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。 （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。 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(yùn)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(diǎn)： ，能連續(xù)生產(chǎn)。 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 。 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) 。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。 b. 五元碳環(huán)比六元環(huán)穩(wěn)定，較難斷裂。 （ 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。 t 1 產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好，但能耗大、流程復(fù)雜。 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。常在液相中進(jìn)行，反應(yīng)條件較緩和。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。 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。 （ 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。 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。 （ 2）砂子爐 操作復(fù)雜、投資大、占地多，沒有得到推廣。 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。 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)。 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)。 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