乙烯裂解
乙烯的生产-裂解
2.环烷烃的断链（开环）反应
环烷烃的热稳定性比相应的烷烃好。
环烷烃热裂解时，可以发生C-C链的断裂（开 环），生成乙烯、丁烯和丁二烯等烃类。 环烷烃脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃
侧链烷基断裂比开环容易。带短侧链时，先断 侧链再裂解；带长侧链，先在侧链中间断裂。
3.芳烃的断侧链反应
芳环不断裂 断侧链生成苯、甲苯、二甲苯
2.停留时间的选择
裂解温度：温度越高， 乙烯的峰值收率越高， 相应的最适宜停留时 间越短。
裂解原料：在一定的反应温度下，如裂解原料 较重，则停留时间应短一些，原料较轻则可稍 长一些；
三、裂解原料的性质及评价
族组成 氢含量
芳烃指数
1、族组成－PONA值
PONA值指各族烃的质量百分含量。 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
烷烃P (paraffin)
烯烃O (olefin)
环烷烃N (naphthene) 芳烃A (aromatics)
同条件下，P 越大，乙烯收率越高； 分子量愈大，（N+A）量愈大，乙烯收率愈小， 液态产物量愈大。 乙烯收率：P＞N＞A
（一）一次反应
1.烷烃裂解的一次反应
2.环烷烃的断链（开环）反应 3.芳烃的断侧链反应 4.烯烃的断链反应
1.烷烃裂解的一次反应
（1）断链反应
C-C键断裂，反应产物是烷烃和烯烃。 通式为：Cm+nH2(m+n)+2 →CnH2n+ CmH2m+2 （2）脱氢反应 C-H键断裂。 通式为：CnH2n+2 → CnH2n+H2
项目二
乙烯生产工艺流程图
乙烯生产工艺流程图乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、纺织、橡胶、合成纤维等行业。
乙烯的生产工艺流程包括裂解、回收、分离和纯化四个步骤。
首先是乙烯的裂解。
乙烯的主要原料是石油和天然气中的烷烃，通过加热将这些烷烃裂解成乙烯和丙烯。
裂解反应需要在高温（500-800℃）和高压（1-3 MPa）条件下进行，通常使用流化床反应器或管式反应器。
在裂解过程中，烷烃分子断裂成乙烯和丙烯分子，同时产生一些副产物，如炔烃、芳烃和多环芳烃。
其次是乙烯的回收。
在裂解反应中产生的乙烯和丙烯与废气一起进入冷却塔。
冷却塔中的底部是一个收集装置，用于收集液体乙烯和丙烯。
乙烯和丙烯在收集装置中冷却并凝固，形成乙烯和丙烯的液体混合物。
乙烯和丙烯的液体混合物由泵送入下一个工艺步骤。
第三是乙烯的分离。
乙烯和丙烯的液体混合物进入分离塔，进行分馏。
乙烯和丙烯的分离是通过分馏塔中温度逐渐升高的方式进行的。
乙烯的沸点较低，丙烯的沸点较高，因此在升温过程中，乙烯会先开始升华，丙烯会稍后升华。
通过控制分馏塔中的温度和压力，可以实现乙烯和丙烯的有效分离。
分离过程中产生的乙烯和丙烯会被收集起来。
最后是乙烯的纯化。
分离过程中得到的乙烯还会含有一些杂质，需要进行纯化处理。
纯化过程包括吸附、洗涤、脱色和脱气几个步骤。
首先，乙烯被吸附到活性碳或分子筛上，将大部分杂质去除。
然后，乙烯被洗涤和脱色，以去除剩余的杂质和颜色。
最后，乙烯被脱气，以去除其中的水和气体杂质。
纯化后的乙烯可以作为成品出厂，或者进一步加工制成相关化工产品。
以上就是乙烯的生产工艺流程。
根据实际情况，生产过程中还可能涉及一些辅助处理和环境保护措施，以确保生产的安全性和环保性。
乙烯的生产工艺流程图如下：[流程图]通过上述流程，可以将原料石油和天然气中的烷烃有效转化为乙烯，实现乙烯的大规模生产。
乙烯的生产工艺流程具有高效、环保和经济的特点，在化工工业中具有重要的应用价值。
裂解(裂化)工艺简介
19
20
（二）停留时间
1. 停留时间 指裂解原料由进
入裂解辐射管到离 开裂解辐射管所经 过的时间。
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2．环烷烃裂解的一次反应 原料中的环烷烃可以发生断链和脱氢反应，生成
乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃等。 例如环己烷裂解:
C6H12 C6H12
C2H4 + C4H8 C2H4 + C4H6+H2 C4H6 + C2H6 3/2C4H6 + 3/2H2
C6H6+3H2
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（二）烃类裂解的二次反应
所谓二次反应是在裂解反应条件下，一次反应生成的烯 烃都可以继续反应，转化成新的产物。
裂解(乙烯)工艺简介
第一节 概述 第二节 烃类热裂解 第三节 烃类裂解工艺过程 第四节 裂解气的净化与分离
1
第一节 概述
石油化学工业的发展，促进了国民经济的巨大进步。乙烯、 丙烯、丁二烯（三烯）、苯、甲苯、二甲苯（三苯）等是石油 化工最基本的原料，是生产各种重要的有机化工产品的基础。 所以生产“三烯”、“三苯”的乙烯装置是石油化学工业的龙 头，它的生产规模、产量、和技术标志着一个国家石油化学工 业的发展水平。
24
3. 水蒸汽作为稀释剂的优点 （1）易于从裂解气中分离； （2）水蒸气热容大，使系统有较大“热惯性”，可
以稳定裂解温度，保护炉管； （3）可脱除炉管的部分结焦，延长运转周期； （4）减轻了炉管中铁和镍对烃类气体分解生碳的催
化作用； （5）可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀。
乙烯裂解原料馏程
乙烯裂解是一种重要的石化工艺，用于生产乙烯这一重要的基础化工产品。
在乙烯裂解工艺中，原料馏程是一个关键环节，它涉及到乙烯裂解炉内的反应过程和产物分离过程。
下面将详细介绍乙烯裂解原料馏程的相关内容。
1. 原料馏程的目的和作用原料馏程是乙烯裂解工艺中的一个重要步骤，其主要目的是将乙烷等原料进一步分离和纯化，以确保进入乙烯裂解炉的原料质量符合工艺要求。
原料馏程的主要作用包括：- 分离杂质：原料中可能存在一些杂质，如硫化物、氯化物等，这些杂质对催化剂有毒性或活性影响，需要通过原料馏程进行分离。
- 调节原料组分：乙烯裂解的反应条件通常需要一定的原料组分配比，通过原料馏程可以调节原料的成分，以满足工艺要求。
- 预热原料：原料进入乙烯裂解炉前需要进行适当的预热，原料馏程可以提供所需的热量，使原料达到适宜的反应温度。
2. 原料馏程的流程原料馏程的具体流程可以分为以下几个步骤：- 加热：将进入乙烯裂解炉的原料加热到适宜的反应温度。
通常采用传热介质（如热油、蒸汽等）对原料进行加热，同时也可以利用部分炉内产物的热量进行回收和再利用。
- 分离：将加热后的原料送入分离塔中，通过不同组分的沸点差异进行分离。
一般情况下，乙烯和乙烷的沸点差异较小，需要采用高效的分离技术，如精馏、吸收等。
- 纯化：经过分离后，得到的乙烯和乙烷等产品可能仍然含有少量杂质，需要进行纯化处理。
常用的纯化方法包括吸附、脱硫、脱氯等工艺。
- 冷凝：将分离和纯化后的乙烯和乙烷等产品进行冷凝，使其由气态转变为液态。
冷凝操作通常采用冷凝器，通过冷却介质（如冷水）对产品进行冷凝。
- 储存：经过冷凝后的乙烯和乙烷等产品需要进行储存，以备后续的加工和销售。
3. 原料馏程的主要设备原料馏程中涉及到一些关键设备，包括加热炉、分离塔、冷凝器和储罐等。
- 加热炉：用于对原料进行加热，提供所需的反应温度。
- 分离塔：通过不同组分的沸点差异进行分离，得到纯净的乙烯和乙烷等产品。
乙烯裂解流程
乙烯裂解流程乙烯裂解是一种重要的化工生产过程，通过乙烯裂解可以得到丙烯、乙烷等有机化合物，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。
乙烯裂解流程是一个复杂的过程，需要严格控制各项操作参数，以确保产品质量和生产效率。
本文将介绍乙烯裂解的基本流程和关键操作要点。
首先，乙烯裂解的原料是乙烯，其化学式为C2H4，是一种无色、易燃气体。
乙烯裂解的主要产品是丙烯和乙烷，其中丙烯是一种重要的化工原料，广泛用于生产聚丙烯等塑料产品。
乙烯裂解的反应过程是在高温、高压下进行的，通常使用催化剂来提高反应效率和选择性。
乙烯裂解的反应条件包括温度、压力、催化剂种类和用量等。
在乙烯裂解反应器中，乙烯在催化剂的作用下发生裂解反应，生成丙烯和乙烷。
反应温度通常在600-800摄氏度之间，压力在1-3兆帕之间。
选择合适的催化剂对于提高丙烯产率和降低能耗至关重要。
乙烯裂解的产品分离和纯化是整个生产过程中的关键环节。
通过精馏、萃取、结晶等方法，可以将丙烯和乙烷从反应产物中分离出来，并得到所需的纯品。
同时，对于未反应的乙烯和其他副产物也需要进行回收利用，以提高原料利用率和减少废物排放。
在乙烯裂解过程中，安全生产是首要任务。
高温、高压的反应条件下，需要严格控制设备的运行状态，确保设备的安全可靠。
同时，对于催化剂的选择和管理也需要特别注意，避免因催化剂失活导致生产事故。
总的来说，乙烯裂解是一项重要的化工生产过程，涉及到反应工程、分离工程、安全工程等多个方面的知识。
只有严格控制各项操作参数，合理设计生产工艺，才能保证乙烯裂解过程的稳定运行和高效生产。
希望本文对乙烯裂解流程有所帮助，谢谢阅读。
乙烯的生产-裂解
任务一 生产方法的选择 任务二 生产准备 任务三 应用生产原理确定工艺条件 任务四 生产工艺流程的组织 任务五 正常生产操作 任务六 异常生产现象的判断和处理
任务一 生产方法的选择
一、烃类热裂解技术
石油系烃类原料（如天然气、炼厂气、石脑 油、柴油、重油等），在高温、隔绝空气的条件 下发生分解反应，生成碳原子数较少，相对分子 质量较低的烃类。制取乙烯、丙烯的同时联产丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料，也称管式 炉裂解或蒸汽裂解技术。以三烯（乙烯、丙烯、 丁二烯）和三苯（苯甲、苯、二甲苯）总量计， 约65％来自乙烯装置。乙烯生产能力是衡量一个 国家和地区石油化工生产水平的标志。
2.环烷烃的断链（开环）反应 环烷烃的热稳定性比相应的烷烃好。 环烷烃热裂解时，可以发生C-C链的断裂（开 环），生成乙烯、丁烯和丁二烯等烃类。 环烷烃脱氢生成芳烃优于开环生成烯烃
侧链烷基断裂比开环容易。带短侧链时，先断 侧链再裂解；带长侧链，先在侧链中间断裂。
3.芳烃的断侧链反应
芳环不断裂 断侧链生成苯、甲苯、二甲苯 芳烃缩合成稠环芳烃；进一步生成焦。
二、停留时间
1. 停留时间 指裂解原料由进
入裂解辐射管到离 开裂解辐射管所经 过的时间。
2.停留时间的选择 裂解温度：温度越高，
乙烯的峰值收率越高， 相应的最适宜停留时 间越短。
裂解原料：在一定的反应温度下，如裂解原料 较重，则停留时间应短一些，原料较轻则可稍 长一些；
裂解技术：五十年代停留时间为1.8～2.5秒， 目前一般为0.15～0.25秒，单程炉管可达0.1秒 以下，即以毫秒计。
芳烃—无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有侧链的芳 烃，主要是侧链逐步断链及脱氢。芳烃倾向于脱氢缩合生 成稠环芳烃，直至结焦。所以芳烃不是裂解的合适原料。
乙烯裂解工艺流程
乙烯裂解工艺流程
乙烯裂解是一种重要的石化工艺，用于将乙烷裂解成乙烯和丙烯。
以下是乙烯裂解的工艺流程。
首先，将乙烷和催化剂混合，在高温高压环境中进行裂解反应。
乙烷分子在催化剂的作用下发生断裂，生成乙烯和丙烯等烃类化合物。
这个反应是一个自发反应，需要消耗能量来维持反应温度和压力。
然后，将反应产物通过冷凝器进行冷却。
由于乙烯和丙烯的沸点较低，可以通过适当的降温使其冷凝成液体，便于进一步处理。
接下来，液态产物通过分离器进行分离。
乙烯和丙烯具有不同的沸点，可以通过调整分离器的温度和压力来实现二者的分离。
分离后的乙烯可以用于制造塑料、橡胶、纤维和化肥等产品。
此外，还会产生一些副产物，如乙烷和丙烷等未反应的烃类化合物。
这些副产物通常通过再循环回到裂解反应器中，以提高产物的利用率。
最后，还需要对废气进行处理。
乙烷裂解反应中会产生大量的废气，例如二氧化碳、氮气和未反应的乙烷等。
这些废气通常通过气体分离器进行分离和净化处理，减少对环境的污染。
在乙烯裂解的工艺流程中，温度、压力和催化剂的选择非常重要。
适当的反应温度和压力可以提高反应速率和产物选择性，
从而提高乙烯产率。
催化剂的选择会直接影响反应的效果和催化剂的寿命。
在实际工业生产中，还会有其他的辅助工艺，如能量回收和产品处理等，以提高工艺的经济性和环境友好性。
通过不断的技术创新和工艺改进，乙烯裂解工艺可以更加高效、可持续地产生乙烯和丙烯等重要石化产品，满足市场需求。
乙烯裂解炉 原理
乙烯裂解炉原理
乙烯裂解的主要原理是烃类分子的热解。
在高温下，烃类分子中的化学键开始断裂，这样长链烃可以分解为较短的碳链分子。
乙烯是其中的一个产物，因为它是最简单的烯烃，并且具有较高的工业价值。
首先，通过预热，将石油原料或天然气加热至适当的温度。
这个过程通常使用高温燃烧室或其他加热设备来实现。
预热的目的是增加烃类分子的动能，使得它们更容易分解。
接下来，经过预热的原料被送入裂解炉，进一步加热至裂解温度。
裂解炉通常是一个垂直的圆柱体，内部包含催化剂床或热交换表面，用于提高裂解反应的效率。
燃烧或电加热通常用于提供所需的热量。
在裂解的过程中，烃类分子通过断裂碳-碳键来分解，产生乙烯等不饱和烃类分子。
具体反应机制涉及到自由基和碳离子的生成、传输和重新结合。
裂解温度、压力、催化剂种类和浓度等因素都会影响反应的选择性和产率。
最后，裂解产物通过冷却系统冷却和分离。
这个过程涉及到不同物质之间的热交换，即利用热能的差异来实现分离乙烯等目标产品和废气。
总之，乙烯裂解炉通过高温高压下的烃类热解反应，将长链烃分子裂解为乙烯等短链烃类。
这个过程是复杂而多变的，需要对反应原理和工艺参数进行仔细的控制，以提高乙烯的产率和质量。
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裂解原料的主要来源
天然气加工厂轻烃 炼油厂加工产品
（一）轻烃
• 天然气：
• 蕴藏在地层深处的可燃性气体，主要组成： 甲烷（占85~95%）、乙烷、丙烷等低分子量烷烃， 少量CO2、N2、H2S等非烃成分。
天然气
气田气：来自于天然气井的气体，其中甲烷含量 较高（≥90%），乙烷、丙烷含量较少。
伴生气：在石油开采中与石油伴生的天然气，故又 称油田伴生气。伴生气和气井气相比含有更多的乙 烷及更重组分。
抽余油：60～130℃的馏分经重整、抽提芳烃后 的剩余油，主要是C6～C8烷烃和环烷烃。
（2）煤油：沸程为130～300℃的直馏馏分油
轻柴油：200～350℃直馏馏分油。
（3）柴油
重柴油：250～400℃直馏馏分油。
减压柴油（VGO）减压蒸馏得到的350～500℃ 直馏馏分油。
世界乙烯原料结构
项目 石脑油 乙烷 丙烷
年份 生产能力（亿吨/年）
2002年 2003年 2004年 2005年 1.094 1.108 1.129 1.173
到2007年世界乙烯生产能力达到1.25亿吨，预计2010年将 达到1.45亿吨。
由上表可以看出，世界乙烯生产能力每年以1%～4%的速度 递增。
我国乙烯产量以11.6％的速度递增，如果将每年进口的乙烯 衍生物折算成乙烯量，乙烯递增量则达30％。
生产能力 （万吨/年）
当量需求 (万吨/年)
自给率(%)
2005年 888.5 1850
48
2010年 1400 2500-2600 56-53.8
2020年 2000 3700-4100 54-48
5.1 乙烯装置的主要生产原料
• 裂解原料的来源主要有两个方面，一是天然 气加工厂的轻烃，如乙烷、丙烷、丁烷、天然汽 油等，二是炼油厂的加工产品，如炼厂气、汽油、 煤油、柴油、重油、渣油等。
5.2 裂解流程及裂解炉
5.）发生碳氢键和碳 碳键的断裂，一般可分为一次反应和二次反应。一次反应，即 由原料烃（特别是烷烃）经裂解生成乙烯和丙烯的反应。二次 反应，即一次反应的生成物进行进一步的反应生成多种产物， 甚至最后生成焦或碳。这类反应不仅消耗了原料，降低了烯烃 的产率，而且反应生成的焦和碳又会堵塞设备和管道，影响裂 解操作的稳定，所以这一类反应是我们不希望发生的。
按2005年统计，我国乙烯产量（698.8万吨）只占世界乙烯 产量（11733万吨）约6％，而我国人口占世界人口的20％。
我国自从60年代引进乙烯装置以来，特别是70年代先后从 国外引进一批技术先进、规模较大的乙烯装置，在北京燕山、 大庆、齐鲁、南京杨子、上海等地分别建成了年产30万吨乙 烯装置，到21世纪初，已大都扩建成60～100万吨/年的规模， 总产量已达约600万吨/年以上。以下是我国乙烯生产能力在 60万吨以上的企业。
裂解温度：600℃～800℃
一次反应：由原料裂解生成乙烯、丙 烃类裂解反应 烯的反应
二次反应：一次反应产物的再反应
（一）链烷烃类裂解的一次反应
1. 链烷烃裂解的一次反应
链烷烃裂解的一次反应主要有二：
（1）脱氢反应 这是碳氢键的断裂反应，生成碳原子 数相同的烯烃和氢，其通式如下：
CnH2n+2
CnH2n+H2
我国乙烯供需现状和预测
近十多年来我国乙烯工业发展较快，1998～2003年能力和产 量年增长率分别为5.83%和10.17%以上，同期进口乙烯下游产 品折乙烯后的当量消费年均增长达15.9%，自给率由1998年的 48.6%下降到2003年的37.8%，进口依存度逐年增长。乙烯需 求预测如下表 。
我国乙烯生产能力在60万吨以上的企业
厂名
原料（原料）
燕山石化化工一厂
轻柴油
上海石化烯烃厂 常压和减压轻柴油
齐鲁石化烯烃厂 常压和减压轻柴油 扬子石化烯烃厂 常压和减压轻柴油
大庆
轻烃
茂名石油化工公司 石脑油和轻柴油
吉林化学工业公司 石脑油和轻柴油
设计能力 （万吨/年）
80 100 90 80 60
200
气田气和油田气经过天然气加工厂（轻烃回收站） 将甲烷分离出来，剩下的甲烷以上组分即可作为裂解 制乙烯的原料。
目前国内以轻烃为原料的装置为：中原乙烯、广州乙烯、 天津石化等。
（二）炼油装置的裂解原料
直馏汽油（石脑油）：初馏点～200℃的常压原 油馏分。
（1）轻油 拔头油：从初馏点～130℃的馏分油中拔出的＜ 60℃的馏分。
第5章 乙烯裂解
本章主要内容
• 5.1 乙烯装置的主要生产原料 • 5.2 裂解流程及裂解炉 • 5.3 裂解产物的深冷分离 • 5.4 乙烯装置的主要产品 • 5.5 乙烯工业采用的几个重要技术
引言
• 石油化学工业是国民经济的基础工业,是重要的原材料工 业。
• 乙烯生产技术是石油化工的核心技术，乙烯装置是石油化 工的核心装置。
• 乙烯的技术水平、产量、规模标志着一个国家石油化学工 业发展水平。
• 乙烯装置生产的 三烯---乙烯、丙烯、丁二烯 三苯---苯、甲苯、二甲苯
是其它有机原料和三大合成材料的基础原料。
随着世界石油化学工业的飞速发展，世界各国对乙 烯的需求也逐年增加，世界乙烯生产能力也不断增加， 到2005年世界乙烯生产能力的增长情况见下表。
70
我国已经获批建设的大型乙烯项目
浙江镇海石化100万吨/年乙烯工程，总投资215亿元，2009年建 成； 福建泉州80万吨/年乙烯工程，总投资266亿元，2008年建成； 天津石化100万吨/年乙烯工程，总投资201亿元，2008年建成； 四川成都80万吨/年乙烯工程，总投资210亿元，2010年建成； 兰州60万吨/年乙烯改造工程，总投资63亿元，2006年建成； 新疆独山子石化100万吨/年乙烯工程，总投资262亿元，2008年 建成 。
1995 52.4 27.6 9.4
2000 52.2 28.0 10.0
柴油 丁烷 其它
1995 6.3 3.3 1.0
2000 6.3 2.8 0.7
目前世界乙烯原料结构中，石脑油仍占主要地位，2003年 全球乙烯原料结构:石脑油 47.5%、轻烃 36.3%、柴油 4.6%、 其他 11.6%。