【正文】 炔結碳反應的平衡常數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 動力學反應速率常數 ? 即 化學反應進行的快慢 。 ? 用單位時間內反應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 ? 根據裂解反應動力學，為使裂解反應控制在一定裂解深度范圍內，就是使轉化率控制在一定范圍內。由于不同裂解原料的反應速率常數大不相同，因此，在相同停留時間的條件下， 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量越小，其活化能和頻率因子越高，反應活性越低，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間組合。因此，對于生產烯烴的裂解反應而言，裂解溫度與停留時間是一組相互關聯不可分割的參數。而 高溫 短停留時間 則是改善裂解反應產品收率的關鍵。 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的產物分布 ? 按自由基鏈式反應機理 分析，溫度隊一次產物分布的影響，是通過影響各種鏈式反應相對量實現的。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 120 ? 在一定溫度內，提高裂解溫度有利于提高一次反應所得乙烯和丙烯的收率。 ? 并相對減少乙烯消失的反應，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對二次反應的競爭 ? 從裂解反應的 化學平衡 也可以看出 ， 提高裂解溫度有利于生成乙烯的反應 ， 并相對減少乙烯消失的反應 ， 因而有利于提高裂解的選擇性 。 ? 根據裂解反應的 動力學 ， 提高溫度有利于提高一次反應對二次反應的相對速度 ， 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，提高裂解溫度有利于提高一次反應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間是 裂解原料經過輻射盤管的時間 。 ? 由于裂解管中裂解反應是在 非等溫變容 的條件下進行，很難計算其真實停留時間。 ? 工程中常用如下幾種方式計算裂解反應的停留時間。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 124 ? (1)表觀停留時間表觀停留時間 tB 定義如下 ? 式中 VR . S. L— 分別為裂解反應器容積，裂解管截面積及管長 。 ? V— 單位時間通過裂解爐的氣體體積。 ? 表觀停留時間表述了裂解管內所有物料 (包括稀釋蒸汽 )在管中的停留時間。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 125 ? (2)平均停留時間 tA 定義如下 ? 式中 av— 體積增大率，是轉化率、溫度、壓力的函數 。 ? V— 原料氣的體積流量。 ? 式中 V`— 原料氣在平均反應溫度和平均反應壓力下的體積流量 。 ? 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 ? 從裂解反應動力學可以看出，對給定原料而言，裂解深度 (轉化率 )取決于裂解溫度和停留時間。 ? 然而，在相同轉化率下可以有各種不同的溫度 停留時間組合。因此，相同裂解原料在相同轉化率下，由于溫度 停留時間不同，所得產品收率并不相同。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 127 高溫 短停留時間 最佳組合 石腦油裂解時乙烯收率與溫度和停留時間的關系 溫度 停留時間效應對石腦油產物分布關系 ? 溫度 停留時間對產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中一次反應的進行，而短停留時間又可抑制二次反應的進行。 ? ②高溫 短停留時間可以抑制芳烴生成的反應，所得裂解汽油的收率相對較低。 ? ③高溫 短停留時間將使裂解產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 ? 烴裂解的一次反應是分子數增多的過程，對于脫氫可逆反應，降低壓力對提高乙烯平衡組成有利 (斷鏈反應因是不可逆反應，壓力無影響 )。 ? 烴聚合縮合的二次反應是分子數減少的過程，降低壓力對提高二次反應產物的平衡組成不利，可抑制結焦過程。 2023/1/17 《 化工裝置工藝操作與控制 》 131 ? 壓力對裂解反應的影響 化學平衡 △ n0時 : 增大反應壓力， Kx上升，平衡向生成產物方向移動 △ n0時 : 增大反應壓力， Kx下降，平衡向原料方向移動 ? 生成烯烴的一次反應 △ n0 ? 烴聚合縮合的二次反應 △ n0 化學平衡分析 降低壓力 有利于提高乙烯平衡組成 有利于抑制結焦過程 壓力對裂解反應的影響 動力學分析 烴類聚合和縮合的二次反應多是高于一級的反應 一次反應多是一級反應 壓力對裂解反應的影響 ? 壓力不能改變反應速度常數，但 降低壓力能降低反應物濃度 ? 降低壓力 可增大一次反應對于二次反應的相對速度， 提高一次反應選擇性 反應速率分析 壓力對裂解過程中一次反應和二次反應的影響 ? 壓力不能改變反應速率常數 k，但降低壓力能降低反應物濃度，所以對一次反應、二次反應都不利。 ? 但反應的級數不同影響有所不同，壓力對高于一級的反應的影響比對一級反應的影響要大得多， ? 也就是說降低壓力可增大一次反應對于二次反應的相對速率，提高一次反應選擇性。 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生成乙烯的一次反應，抑制發(fā)生聚合的二次反應，從而減輕結焦的程度。 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 ：設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裂解反應后通過急冷即可實現稀釋劑與裂解氣的分離，不會增加裂解氣的分離負荷和困難。 ? ②水蒸氣熱容量大，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護爐管防止過熱。 ? ③抑制裂解原料所含硫對鎳鉻合金爐管的腐蝕。 ? ④脫除積碳，爐管的鐵和鎳能催化烴類氣體的生碳反應。 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 ? 抑制硫對鎳鉻合金爐管的腐蝕 ? 脫除結碳，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的進行程度。由于裂解反應的復雜性，很難以一個參數準確地對其進行定量的描述。根據不同情況，常常采用如下一些參數衡量裂解深度。 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 30年代就開始研究。 ? 20世紀 40年代美國首先建立工業(yè)裝置。 ? 20世紀 50年代后，高溫短停留時間的技術 ? 20世紀 60年代初期， SRT I型爐。 ? 20世紀 60年代中期， SRT II型爐。 ? 20世紀 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