【正文】 炔結(jié)碳反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而減小。因此， 提高裂解溫度 對生成烯烴是有利的。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 114 動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率常數(shù) ? 即 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 。 ? 用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加量來表示。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 115 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 116 ? 根據(jù)裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，為使裂解反應(yīng)控制在一定裂解深度范圍內(nèi)，就是使轉(zhuǎn)化率控制在一定范圍內(nèi)。由于不同裂解原料的反應(yīng)速率常數(shù)大不相同，因此，在相同停留時(shí)間的條件下， 不同裂解原料所需裂解溫度也不相同。 ? 裂解原料相對分子質(zhì)量越小，其活化能和頻率因子越高，反應(yīng)活性越低，所需裂解溫度越高。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 117 ? 在控制一定裂解深度條件下，可以有各種不同的裂解溫度一停留時(shí)間組合。因此，對于生產(chǎn)烯烴的裂解反應(yīng)而言，裂解溫度與停留時(shí)間是一組相互關(guān)聯(lián)不可分割的參數(shù)。而 高溫 短停留時(shí)間 則是改善裂解反應(yīng)產(chǎn)品收率的關(guān)鍵。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 118 ? 裂解溫度范圍 ? 750~900℃ ? 原料分子量越小，所需裂解溫度越高。乙烷裂解溫度最高。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 119 裂解溫度影響一次反應(yīng)的產(chǎn)物分布 ? 按自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理 分析，溫度隊(duì)一次產(chǎn)物分布的影響，是通過影響各種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)相對量實(shí)現(xiàn)的。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 120 ? 在一定溫度內(nèi)，提高裂解溫度有利于提高一次反應(yīng)所得乙烯和丙烯的收率。 ? 并相對減少乙烯消失的反應(yīng)，因而有利于提高裂解的選擇性。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 121 裂解溫度影響一次反應(yīng)對二次反應(yīng)的競爭 ? 從裂解反應(yīng)的 化學(xué)平衡 也可以看出 ， 提高裂解溫度有利于生成乙烯的反應(yīng) ， 并相對減少乙烯消失的反應(yīng) ， 因而有利于提高裂解的選擇性 。 ? 根據(jù)裂解反應(yīng)的 動(dòng)力學(xué) ， 提高溫度有利于提高一次反應(yīng)對二次反應(yīng)的相對速度 ， 提高乙烯收率 。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 122 裂解溫度的影響 ? 在一定溫度內(nèi)，提高裂解溫度有利于提高一次反應(yīng)所得乙烯和丙烯的收率。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 123 ? 管式裂解爐中物料的停留時(shí)間是 裂解原料經(jīng)過輻射盤管的時(shí)間 。 ? 由于裂解管中裂解反應(yīng)是在 非等溫變?nèi)?的條件下進(jìn)行，很難計(jì)算其真實(shí)停留時(shí)間。 ? 工程中常用如下幾種方式計(jì)算裂解反應(yīng)的停留時(shí)間。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 124 ? (1)表觀停留時(shí)間表觀停留時(shí)間 tB 定義如下 ? 式中 VR . S. L— 分別為裂解反應(yīng)器容積，裂解管截面積及管長 。 ? V— 單位時(shí)間通過裂解爐的氣體體積。 ? 表觀停留時(shí)間表述了裂解管內(nèi)所有物料 (包括稀釋蒸汽 )在管中的停留時(shí)間。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 125 ? (2)平均停留時(shí)間 tA 定義如下 ? 式中 av— 體積增大率，是轉(zhuǎn)化率、溫度、壓力的函數(shù) 。 ? V— 原料氣的體積流量。 ? 式中 V`— 原料氣在平均反應(yīng)溫度和平均反應(yīng)壓力下的體積流量 。 ? av— 最終體積增大率。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 126 注意 ? 從裂解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可以看出，對給定原料而言，裂解深度 (轉(zhuǎn)化率 )取決于裂解溫度和停留時(shí)間。 ? 然而，在相同轉(zhuǎn)化率下可以有各種不同的溫度 停留時(shí)間組合。因此，相同裂解原料在相同轉(zhuǎn)化率下，由于溫度 停留時(shí)間不同，所得產(chǎn)品收率并不相同。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 127 高溫 短停留時(shí)間 最佳組合 石腦油裂解時(shí)乙烯收率與溫度和停留時(shí)間的關(guān)系 溫度 停留時(shí)間效應(yīng)對石腦油產(chǎn)物分布關(guān)系 ? 溫度 停留時(shí)間對產(chǎn)品收率的影響可以概括如下。表 13 ? ①高溫裂解條件有利于裂解反應(yīng)中一次反應(yīng)的進(jìn)行，而短停留時(shí)間又可抑制二次反應(yīng)的進(jìn)行。 ? ②高溫 短停留時(shí)間可以抑制芳烴生成的反應(yīng)，所得裂解汽油的收率相對較低。 ? ③高溫 短停留時(shí)間將使裂解產(chǎn)品中烯烴收率明顯增加，并使乙烯 /丙烯比及 C4中的雙烯烴 /單烯烴的比增大。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 130 ? 烴裂解的一次反應(yīng)是分子數(shù)增多的過程，對于脫氫可逆反應(yīng)，降低壓力對提高乙烯平衡組成有利 (斷鏈反應(yīng)因是不可逆反應(yīng)，壓力無影響 )。 ? 烴聚合縮合的二次反應(yīng)是分子數(shù)減少的過程，降低壓力對提高二次反應(yīng)產(chǎn)物的平衡組成不利，可抑制結(jié)焦過程。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 131 ? 壓力對裂解反應(yīng)的影響 化學(xué)平衡 △ n0時(shí) : 增大反應(yīng)壓力， Kx上升，平衡向生成產(chǎn)物方向移動(dòng) △ n0時(shí) : 增大反應(yīng)壓力， Kx下降，平衡向原料方向移動(dòng) ? 生成烯烴的一次反應(yīng) △ n0 ? 烴聚合縮合的二次反應(yīng) △ n0 化學(xué)平衡分析 降低壓力 有利于提高乙烯平衡組成 有利于抑制結(jié)焦過程 壓力對裂解反應(yīng)的影響 動(dòng)力學(xué)分析 烴類聚合和縮合的二次反應(yīng)多是高于一級的反應(yīng) 一次反應(yīng)多是一級反應(yīng) 壓力對裂解反應(yīng)的影響 ? 壓力不能改變反應(yīng)速度常數(shù)，但 降低壓力能降低反應(yīng)物濃度 ? 降低壓力 可增大一次反應(yīng)對于二次反應(yīng)的相對速度， 提高一次反應(yīng)選擇性 反應(yīng)速率分析 壓力對裂解過程中一次反應(yīng)和二次反應(yīng)的影響 ? 壓力不能改變反應(yīng)速率常數(shù) k，但降低壓力能降低反應(yīng)物濃度，所以對一次反應(yīng)、二次反應(yīng)都不利。 ? 但反應(yīng)的級數(shù)不同影響有所不同，壓力對高于一級的反應(yīng)的影響比對一級反應(yīng)的影響要大得多， ? 也就是說降低壓力可增大一次反應(yīng)對于二次反應(yīng)的相對速率，提高一次反應(yīng)選擇性。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 137 ? 所以降低壓力可以促進(jìn)生成乙烯的一次反應(yīng)，抑制發(fā)生聚合的二次反應(yīng)，從而減輕結(jié)焦的程度。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 138 ? 目的 ：降低烴分壓 ? 稀釋劑種類 ：水蒸氣、氫氣、惰性氣體 ? 優(yōu)點(diǎn) ：設(shè)備在常壓或正壓操作，安全性高，不會對以后壓縮操作增加能耗 稀釋劑 ? 稀釋劑理論上可采用水蒸氣、氫或任一種惰性氣體，但目前較為成熟的裂解方法，均采用水蒸氣作稀釋劑，其原因如下。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 140 ? ①裂解反應(yīng)后通過急冷即可實(shí)現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難。 ? ②水蒸氣熱容量大，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護(hù)爐管防止過熱。 ? ③抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕。 ? ④脫除積碳，爐管的鐵和鎳能催化烴類氣體的生碳反應(yīng)。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 141 ? 易分離 ? 熱容量大，使系統(tǒng)有較大的熱慣性 ? 抑制硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕 ? 脫除結(jié)碳，抑制鐵鎳的催化生碳作用 稀釋比 ？ 水蒸汽作稀釋劑的優(yōu)勢 ? 裂解深度是指裂解反應(yīng)的進(jìn)行程度。由于裂解反應(yīng)的復(fù)雜性，很難以一個(gè)參數(shù)準(zhǔn)確地對其進(jìn)行定量的描述。根據(jù)不同情況，常常采用如下一些參數(shù)衡量裂解深度。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 143 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 144 1. 3管式裂解爐及裂解工藝過程 ? 1. 3. 1管式裂解爐 ? 20世紀(jì) 30年代就開始研究。 ? 20世紀(jì) 40年代美國首先建立工業(yè)裝置。 ? 20世紀(jì) 50年代后，高溫短停留時(shí)間的技術(shù) ? 20世紀(jì) 60年代初期， SRT I型爐。 ? 20世紀(jì) 60年代中期， SRT II型爐。 ? 20世紀(jì) 70年代中期， 爐管材料 HP40 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 145 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 146 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 147 1. 4裂解氣的預(yù)分餾及凈化 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 148 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 149 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 150 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 151 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 152 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 153 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH