1实验一 石脑油热裂解制烯烃讲义
石脑油裂解制乙烯工艺
石脑油裂解制乙烯工艺石脑油是一种主要成分为烷基苯、环烷烃和芳香族烃等的石油加工副产物，其裂解制乙烯是一种重要的工艺。
下面将从原材料、制备工艺和产物分析等方面对该工艺进行说明。
一、原材料石脑油是本工艺的主要原材料，一般采用混合石脑油作为裂解原料。
在混合石脑油中，烷基苯是主要组分，其含量占总含量的60%以上。
二、制备工艺石脑油裂解制乙烯工艺包括加热和分解两个过程。
加热过程是将原料加热到一定温度，分解过程是将加热后的原料在催化剂的作用下进行裂解反应。
下面对具体的工艺流程进行说明。
1. 混合石脑油的预处理：首先将混合石脑油进行预处理，去除其中的硫、氮等杂质。
预处理的目的是消除杂质对生产的影响，提高产物的质量。
2. 加热：将经预处理后的石脑油以一定速率加入到预热器中，并在此进行蒸汽加热。
加热后的石脑油进入反应器，此时温度约为650℃。
3. 分解反应：在反应器中，经过催化剂的作用，石脑油开始进行裂解反应，产生大量的乙烯和丙烯。
产生的混合气体先在缓冲区停留一段时间，最后通过冷凝器进行冷却并收集。
三、产物分析通过裂解反应，可以得到大量的乙烯和丙烯，其中乙烯是主要产品。
产物分析包括外观、密度、含量等方面的指标。
1. 外观：产物为无色透明的气体。
2. 密度：产物的密度约为0.9g/cm³。
3. 含量：裂解反应可以得到大量乙烯和丙烯。
其中，乙烯的含量最高，达到60%以上。
综上所述，石脑油裂解制乙烯工艺是一种产乙烯和丙烯的重要工艺。
通过对原料进行预处理，然后进行加热和裂解反应，最终得到产物乙烯和丙烯。
在工业生产中，该工艺已广泛应用于石油化工领域。
石油烃热裂解制乙烯
石油烃热裂解制乙烯摘要：综述了石油烃热裂解制取乙烯的生产技术及工艺流程。
提出了我国石油烃裂解制乙烯技术的发展方向。
关键词：乙烯；石油烃热裂解；生产技术；工艺流程引言：乙烯工业是石化工业的“龙头”,其生产规模和水平已成为衡量企业技术实力的重要标志之一。
石化工业的基本有机化工原料包括三烯和三苯,均主要产自乙烯装置,生产规模大,产品及衍生物繁多,产品链长。
因此,提高乙烯生产能力是发展石油化工新技术、新产品的重要途径。
2006年世界乙烯的生产能力为1.176亿t/a,2007年增加到1.196亿t/a[1]。
2010年世界乙烯生产能力将达到1.55亿t/a,新增3800万t/a,其中一半集中于中东[2]。
我国乙烯工业经过近50a的发展,在生产能力和技术水平上都取得了长足进步,至2009年,国内乙烯产量达 1 178.5万t/a,已成为世界上仅次于美国的乙烯生产大国。
1.石油烃热裂解生产技术石油烃热裂解为目前制取乙烯和丙烯的主流方法[3]。
高反应温度和短停留时间有利于获得尽可能高的烯烃产率，也有利于减少副产物的生成，这要求在极短的时间内向裂解反应供给大量热量. 从传热的角度，热裂解可分为直接加热裂解和间接加热裂解，前者指热源不经传热介质将热量直接传给反应物，后者则需通过传热介质(反应管壁)向反应物传递热量。
间接加热裂解的典型代表是采用管式裂解炉的蒸汽裂解技术。
目前，绝大部分乙烯都是由蒸汽裂解产出的，全世界每年采用蒸汽裂解生产的乙烯约为1.2 亿吨[4]。
作为蒸汽裂解技术的核心，管式裂解炉技术经过长期的不断改进，性能已近完善。
1.1 原料构成裂解原料种类对乙烯收率有重要影响，由于原料费用占乙烯生产70%-75%(以石脑油和轻柴油为原料)，而乙烯成本又直接影响其下游产品的成本，因此如何优选原料倍受乙烯生产者的关注[5]。
世界乙烯的原料结构见表1。
1.2 裂解炉大型化由于裂解炉占乙烯装置投资的30%左右，因此，为了适应乙烯装置大型化的技术发展趋势，各乙烯技术专利商纷纷推出新的大型化裂解炉。
第三章 石油烃裂解生产烯烃
原料 DS
燃料
焦油
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9
10
二、 管式炉裂解热量回收流程
1．关键设备以及相关问题
⚫ 裂解炉（管式反应器）
单台炉生产能力：3～6万吨/年，最高20万吨/年。 裂解炉的热效率η＝91～93％， 最先进可达94%左右。
⚫ 急冷锅炉
裂解气降温，回收高位能热量、产生超高压蒸汽 (SS)。
⚫ 油冷塔（汽油分馏塔）
S = T 0.027 (K s 0.027 )
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第三节 裂解深度
6.动力学裂解深度函数（KSF，Kinetic Severity Function ）
⚫ 韦通-韦伯斯特工程公司提出： 该指标反应了原料性质、反应条件、转化率等各方面的情况。
（1）KSF的定义式
KSF = kd
对裂解一次反应，按一级反应处理：
➢ 对流段设置的预热管都是水平安装的。
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二、 管式炉裂解热量回收流程
2. 工艺流程——裂解炉部分
➢ 辐射段
• 烃和稀释蒸汽混合物在对流段预热至物料横跨温度（即对流段的 预热出口温度，也是辐射段的入口温度）后进入辐射盘管；
• 裂解原料在辐射管内升至反应所需温度并进行裂解反应； • 辐射段的炉管设置在炉膛中心，呈垂直单排，炉膛两侧及底部安
✓ 裂解汽油中的H/C比是液相脱氢程度和引起结焦倾向的度量。
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第三节 裂解深度
5、裂解深度函数（S） Severity
定义：
S = T m
T——裂解温度，ºC、ºF、或K； θ——停留时间，s； m——指数，m=0.06或0.027两种，与T的单位有
关。
S = T 0.06 (C s 0.06 )
对裂解产物进行粗分，分成裂解气、裂解汽油、裂解柴油和 裂解燃料油。
1实验一 石脑油热裂解(设计性实验)
石脑油热裂解制烯烃（设计性实验）1 实验目标（1）以石脑油为原料，设计小型管式裂解炉流程，通过热裂解方法制取烯烃。
（2）了解热裂解的基本原理和影响反应的各种因素。
（3）通过实验，确定石脑油热裂解的合适工艺操作条件，包括水油配比、裂解温度。
（4）设计实验数据处理方法，计算出反映实验效果的有关参数。
2 实验原理学生根据实验题目及要求的研究内容，查阅资料，结合学过的理论知识，说明实验的原理，包括所涉及的公式等。
3 实验装置及试剂3.1实验装置实验流程见下图。
该装置的反应炉为一空管，内部插入热电偶套管，测定不同位置的温度。
反应加热炉为四段加热，上下段加热功率各为1KW，中间两段各1.5KW，最高使用温度800℃。
预热器加热炉功率0.8KW，最高使用温度300℃。
测温热电偶为K型。
湿式流量计为2L。
配有2台计量泵。
3.2实验试剂实验原料为原油常减压装置得到的石脑油。
石脑油是含4~15个碳原子的饱和烃，本实验所用石脑油的平均分子量为114，密度0.76g/cm3。
在高温下不稳定，极易发生碳一碳键断裂和碳一氢键断裂的裂解反应，生成低分子量的烷烃、烯烃、氢和二氧化碳等，其主要成份含甲烷、氢、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、异丁烯、戊烯、二氧化碳、焦油及焦碳等。
1、1'-气体钢瓶；2、2'-减压阀；3，3'-稳压阀；4-转子流量计;5、5'-干燥6-取样器；7-预热器； 8-预热炉；9 -反应炉；10-固定床反应器；11-冷凝12-气液分离器；13-湿式流量计; 14-加料罐；15－液体加料泵。
4 实验方案设计实验方案由学生自行设计。
学生应根据课题规定的研究内容，查阅资料，收集各种可能的实验方法，比较各种方法能达到的实验准确度、各自适用条件及实施的可能，提出初步实验方案，包括实验装置、试剂、实验步骤、分析方法、实验记录表格、预期结果等。
实验方案应以书面方式提出，在实验进行之前，由实验小组与指导教师共同讨论，确定最终的实验方案。
烃类裂解制烯烃实验报告
烃类裂解制烯烃实验报告
实验目的：通过烃类裂解制备烯烃，探究裂解反应条件对产率的影响。
实验原理：烃类裂解是指将高碳烷烃通过热反应分解为低碳烯烃和烷烃的反应过程。
裂解反应的温度、压力、催化剂选择和反应时间等条件均对产率有影响。
实验步骤：
1. 预先准备好装有甲烷的试管，并在试管上盖上烧杯。
2. 将试管加热至一定温度。
分别进行不同温度的裂解反应：600℃、700℃、800℃、900℃。
3. 将裂解产物送入实验仪器进行分析。
使用气相色谱仪分析产物的组成和产量。
实验结果：
根据气相色谱仪分析，不同温度下烯烃的生成量如下表所示：
温度（℃）产物烯烃的生成量（%）
600 10
700 20
800 30
900 40
实验讨论：
从实验结果可以看出，随着温度的升高，烯烃的生成量逐渐增加。
这是因为高温能够提供足够的能量使烷烃分子中的C-C
键断裂，生成C=C键，从而产生烯烃。
另外，由于裂解反应是一个热反应，所以高温下反应速率较快，反应时间较短，因此产物中烯烃含量较高。
实验结论：
通过烃类裂解反应制备烯烃时，提高裂解反应的温度可以增加烯烃的产量。
但是需要注意的是，在选择温度时应避免温度过高导致副反应的发生，影响产物的纯度和产率。
化学石油裂解与乙烯课件
02
乙烯性质与用途
乙烯基本性质介绍
01
02
03
物理性质
无色、无味、气态，密度 比空气小，易溶于水。
化学性质
具有不饱和性，可进行加 成反应、氧化反应等。
稳定性
较稳定，但易受光、热、 催化剂等影响而发生聚合 反应。
乙烯在化学工业中应用
生产聚乙烯
通过聚合反应，乙烯可制成聚乙 烯，广泛应用于包装材料、农用
生产过程中安全风险评估
原料风险评估
针对裂解原料的物理化学性质、危险特性进行全面评估，确保生产 安全。
生产工艺风险评估
对裂解工艺过程中的温度、压力、反应速率等参数进行严格监控， 防止工艺失控。
设备设施风险评估
定期检查裂解炉、压缩机、管道等设备的完好性，确保设备设施安全 可靠。
废弃物处理处置方案制定
精馏
采用多塔精馏系统，对裂解气进行多次分离和提纯，得到高纯度的 乙烯、丙烯等产品。
吸收与吸附
采用吸收剂和吸附剂对裂解气中的杂质进行脱除，提高产品纯度和 收率。
05
设备选型及操作管理策略
关键设备选型依据和建议
反应器选型
01
选择高效、节能的反应器，确保裂解反应充分进行，提高乙烯
收率。
分离设备选型
02
深入学习《安全生产法 》、《环境保护法》等 国家法律法规，确保企 业生产活动合法合规。
行业标准规范
了解并遵守石油裂解、 乙烯生产相关的行业标 准规范，如《石油化工 企业设计防火规范》等 。
企业内部规章制度
建立完善的企业内部规 章制度，包括安全生产 责任制、环境保护管理 制度等，确保各项制度 得到有效执行。
化学石油裂解与乙 烯课件
汇报人： 2023-12-07
石脑油催化裂解制低碳烯烃动力学
基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 项 目 （ ０ ３ ０ １ ； 国家 科 技 支 撑 计 划 项 目 （ ０８ ＡＦ ３ Ｏ ） ２７６１） ２ ０Ｂ ３ Ｂ ５
２Ｏ ９
化 学反 应 工 程 与 工 艺
２１ ０ ０年 ８月
选取 粒 径 为 ０ ４ ５ ０ ８ ０ ｍｍ 的催 化 剂 ， ． ２ ～ ． ５
裂 化装置 上考察 了各 种催 化剂 对 石脑 油催 化裂 解 的影 响 ，得 到丙 烯 最 高 收 率 为 １ ． ９ ，石 脑 油 的转 ６ １ 化 率为４ ． Ｏ ４ ４ ％。 目前 国内外 对这 一工 艺 大多集 中在 对催 化 剂 的研 究 ，而对 石 脑 油 催 化裂 解 动 力学 研 究 较少 ，于是本 工作 建立 石脑 油催 化 裂解 制低 碳烯 烃 的集 总 动力 学模 型［ ］ ８ ，以便 揭示 石 脑 油 催化 裂
解 的反应 规律 。
１ 实 验 部 分
１ １ 实 验 装 置 和 方 法 ．
催化裂解 反应在小型管式 固定床反应 器上进 行 ，实验 流程见 图 Ｉ 。反应器 尺 寸为 Ｄ１ ｍＸ５０ｍ ４ｍ ｍ， ６ 底部装 有一个 高为 ２ ０ｍｍ 的支架 ，以保证 装 填 的催 化 剂 床层 位 于 反 应 炉恒 温 段 。管 内径 （ ２ｒｍ） ３ １ ａ
学模型能较好地预测石脑油催化裂解制低碳烯烃反应。 关 键 词 ： 石 脑 油 ；催 化 裂 解 ；集 总动 力 学 模 型 ；低 碳 烯 烃
中 图分 类 号 ： Ｔ ６ ４ ４ Ｅ ２ ． ＋１ 文献标识码 ： Ａ
生产 乙烯和 丙烯 的传 统方 法是 石脑 油蒸 汽 热 裂解 Ｌ ，虽然 经 过 几 十 年 的技 术 革 新 ，改 进 了不 少 ， １ ］ 但 丙烯收率 低 ，能耗 和生 产成 本 高 。针对 上述 问题 ，采用 催化 裂解 工艺 ，开发 新 的催 化剂 ，降低 反应 温度 ，提高 烯烃转 化率 和选 择 性 ，从根 本上 降低 能耗 和生 产成本 。 目前 生产 丙 烯 的主要 方法 有石脑 油 蒸 汽裂解联 产丙烯 和催 化裂 化 增产 丙烯 。由于丙 烯 的需求 高 ，国 内外各 大公 司 都在 积极 开发增 产丙 烯
石脑油电烯氢的工艺流程与注意事项
石脑油电烯氢的工艺流程与注意事项下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1实验一石脑油热裂解制烯烃讲义
1实验一石脑油热裂解制烯烃讲义
实验一石脑油裂解制烯烃
一、实验目的
1.学习小型管式裂解炉的操作控制和实验方法。
2、了解裂解的基本原理和影响反应的各种因素，找出最佳操作条件。
二、实验原理
常压裂解实验装置是确定石油烃等有机化合物裂解反应过程的有效手段。
它可以根据
实验结果找出最合适的操作条件，为工业运行提供可靠的参考数据，为放大提供必要的参数。
石脑油是含4~15个碳原子的饱和烃，本实验所用石脑油的平均分子量为114，密度
三
0.76g/cm。
在高温下不稳定，极易发生碳一碳键断裂和碳一氢键断裂的裂解反应，生
成低分子量的烷烃、烯烃、氢和二氧化碳等，其主要成份含甲烷、氢、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、异丁烯、戊烯、二氧化碳、焦油及焦碳等。
三、实验装置
在热电偶套管内的不同位置测量热电偶套管的温度。
反应加热炉为四级加热炉，上、
下段加热功率分别为1kW，中间两段加热功率分别为1.5KW，最高使用温度为800℃。
预热器加热炉功率0.8kw，最高使用温度300℃。
测温热电偶为K型。
湿式流量计为2L。
配备
2台计量泵。
实验流程见下图。
6tci955'432tci1h2或其他气体1121'6'4'3'tci10tci78pitin2tci温度控制热电偶；Ti——测温热电偶；Pi——压力表；1.1’-气瓶；2.2’-减压阀；3，3’-稳压阀；4-转
子流量计；5.5'-干燥器；6-取样器；7-预热器；8-预热炉；9-反应炉；10-固定床反应器；11-冷凝器；12-气液分离器；13-湿式流量计；14-充电箱；15-充液泵。
石脑油裂解工艺
示意图
四、实验操作步骤
1.检查实验装置的合理安装后，分别向奶瓶中加入石脑油和蒸馏水。
2、进行系统试漏，待无漏气后，仔细检查反应器电器加热部分，把控温仪定在予定
的温度数值上，调整好测试指针的零点位置（室温位置）。
3.将尾气管连接到外部。
4、开冷却水，接通电源，开始升温，升温速度按每次升高100℃控制。
本装置为四段加热控温，温度控制仪的参数较多，不能任意改变。
升温过快，由于炉丝热量不能快速传
给反应管，易造成炉丝烧毁。
5.当温度上升到400℃时，使用泵2开始以1ml/min的速率向反应器中滴加蒸馏水。
当温度达到760℃时，保持上述加水速率，以1ml/min的速率开始滴加石脑油，同时记录
蒸发速率
馏水、石脑油的重量及流量计的初读数，放尽气液分离器中的水、以备进行物料衡算。
6.在恒加料速度下改变裂解温度，分别控制在760±2℃、780±2℃和800±2℃，在
不同温度条件下反应30分钟。
同时记录时间、蒸馏水和石脑油的重量以及气体流量计的
读数，称量气液分离器中的液体量（每次取样前应排空气液分离器中的液体。
液体可通过
分离漏斗与焦油和水分离，然后在称重容器中单独称重，以获得焦油量）。
7、以上操作完毕后先停加石脑油，继续滴加蒸馏水通水烧结碳30分钟，此后切断加
热电源，待炉温降至200℃以下时，再停止加蒸馏水，停冷却水，检查整理环境。
五、数
据记录及处理
1.整理原始记录。
2、列出物料平衡表（焦炭和损失为一项）
数据记录表反应温度（℃）加油量（毫升）（克）焦油量（克）裂解气量（毫升）（克）备注
物料平衡表反应温度：℃原料油起始质量进料量进料量(g)出料量(g)气体量流量计始
读数流量计终读数气体总量进量出量损失停止加料质量蒸起始质量馏停止加料后质量水进
料质量液焦油重体水重量总量(g)3、计算几个主要指标：油水比、停留时间、原料油损失率、气体收率、焦油收率。
4、计算公式停留时间：vr
??? W273? T22.4? 五、18? 273?? 式中：τ——停留时间；
vr―反应器的体积，l（长800mm、内径10mm）;
W——加水量/LS；V——天然气产量，NLS；T——反应温度，℃。
-1-1
p0？p273？电视在做什么？V湿1.013273
式中：v湿―湿式流量计读数，l；
P0——实验当天的大气压，MPa；
t―湿式流量计的温度，℃
P——湿流量计温度下水的饱和蒸汽压，MPa；
v干―在标准状态下干燥裂解气的体积，l。
七、思考问题
1、影响热裂解的设备参数和工艺参数有那些？
2.温度如何影响热解反应的产率、转化率和选择性？。