烃类热裂解习题2
烃类热裂解
petrochemical industry
Boiling point and its use of various petroleum products
Petroleum gas Crude gasoline Petroleum ether Gasoline Solvent oil Kerosene Aviation kerosene Kerosene Diesel Machine oil Vaseline Paraffin wax Fuel oil Asphalt Petroleum coke
异构烷烃裂解规律 Cracking rules of isoalkanes
（1）比正构烷烃容易裂解或脱氢 The pyrolysis or dehydrogenation of the isoalkane is easier than that of the normal alkane. （2）脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔氢＞仲氢＞伯氢
We studied the catalyst performance and utilization, and the mass balance calculation of the reaction process.
石油加工的两大体系 Two system of petroleum processing
3.1 热裂解过程的化学反应
（chemical reaction of thermal cracking process）
一、烃类裂解的反应规律 （Reaction rules of thermal cracking of hydrocarbon）
烃类热裂解过程是十分复杂的，即使是纯组分裂解，得到的产物也是很 复杂的。包括：脱氢、断裂、异构化、环化、岐化、聚合、焦化、二烯 合成等。 The process of hydrocarbon pyrolysis is very complex, and products are also very complex even if pure component is cracked. Thermal cracking of hydrocarbon contains the reactions of dehydrogenation, chain scission, isomerization, cyclization, disproportionation, polymerization, diene synthesis, etc.
化工工艺学习题
《化工工艺学》习题有机部分：第一章1 什么叫做烃类热裂解？2.烃类热裂解过程中可能发生哪些化学反应？大致可得到哪些产物？3.利用标准自由焓计算裂解反应C2H6C2H4+H2在2980K、1000K下进行反应的平衡常数Kp和平衡转化率X（裂解反应按常压处理）。
（1000K 时，标准自由焓：H2：0.00 kj/mol，C2H6：109.22 kj/molC2H4：118.09 kj/mol）4.试述乙烷裂解反应的机理与其主要步骤？5 用热力学和动力学综合分析说明裂解反应在高温、短停留时间、低烃分压下进行的必要性？6.试述裂解深度的含义、表示方法。
7．烃类裂解的原料主要有哪些？选择原料应考虑哪些方面？8．裂解过程中一次反应和二次反应的含义是什么？为什么要尽力促进一次反应而抑制二次反应？9．裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？10．裂解过程中为什么要加入水蒸汽？它还起到了哪些作用？11．裂解气为什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的优缺点是什么？12．在管式裂解炉中为什么会结焦？结焦对生产操作有什么影响？13．鲁姆斯裂解工艺流程主要包括哪些部分？各部分的主要作用是什么？第二章1.芳烃的来源有哪些？2.简述芳烃的转化反应有哪些？芳烃的转化反应的催化剂主要有哪些？3.用热力学和动力学分析说明苯和乙烯烷基化反应的温度为什么控制在95℃左右？4.苯和乙烯烷基化的气液相反应器有哪些要求？为什么选用鼓泡床反应器？5.了解芳烃的转化反应的机理。
6.乙苯生产对原料有何要求？为什么？7.简述乙苯生产的工艺流程。
第三章1.催化加氢反应有哪几种类型？工业上有哪些重要应用？2.反应温度和压力对加氢反应有什么影响？3.工业上应用的加氢催化剂有哪些类型？4.通过合成甲醇的热力学分析说明了什么问题？5.影响合成甲醇反应速度的因素是什么？如何确定合成甲醇的工艺条件？第四章1.氧化反应有何特点？2.了解催化自氧化的机理与催化剂？3.影响催化自氧化过程的影响因素有哪些？4.鼓泡床反应器有何特点？5.均相催化氧化有何特点？6.论述乙烯液相氧化生产乙醛的反应原理与工艺。
化学工艺学-6烃类裂解及裂解气分离
C2H4+H2
ΔGo=8.87KJ/mol
问：乙烷热裂解能否得到乙烯和氢，需采取什么措施？ 判断化学反应能否自发进行的判据不是ΔGo ，而是 ΔG，根据经验，当ΔGo ≈40KJ/mol时，已不能通过改变条件实 现ΔG <0，乙烷不发生脱氢反应。
6.1.3 裂解过程的动力学分析
1.反应机理
2.反应动力学
以乙烷裂解为例：
K K K P 3 P 1 P 2 乙烷 乙烯 乙炔 碳
温度，K
K
p1
K
p2
K
K p1 , T
p3
K p 1 ,1100
,T K p 2 ,1100
p2
K
1100 1200 1300 1400 1500
1.675 6.234 18.89 48.86 111.98
如何确定合理的裂解深度
选定T→确定θ （ θ 不能太短） 确定合理的裂解深度 选定 θ→确定T （ T 不能太高）
Ⅱ）温度的限制
反应温度T ↑,炉管管壁温度Tw ↑
Cr25Ni20耐热合金 钢Tmax<1100℃ Cr25Ni35耐热合金 钢Tmax<1150℃
一般管式炉解炉出口温度<950℃
Ⅲ）热强度限制
6.2 原料性能指标及工艺参数
6.2.1 原料性质指标及其对裂解过程的影响
① 族组成-PONA值 1）P-Paraffin 烷烃 3）N-Naphthene 环烷烃 2）O-Olefin 烯烃 4）A-Aromatics 芳烃
根据上述种烃类裂解成烯烃的能力规律： ① 原料越轻，含P越多，乙烯收率越高，轻柴油最理想。 ② 随烃分子量增加，N+A含量升高，乙烯收率下降，液态 裂解产物收率升高 ③ 不希望A高，O高，∵易生焦
第六章_烃类热裂解
(2)、乙烷裂解反应的活化能
K E RT
可由速率常数K =A e
求得，故先求算速率常数K
从乙烷裂解反应的机理可知，其动力学方程：
d[C2 H 6 ] =K1[C2 H6 ] +K 2 [C 2 H 6 ][CH 3 ] dt
（K1、K 2、K 3、K 4、K 5 与基元反应有关）
自由基机理： 1934年美国F.O赖斯和K.F赫茨菲尔德首先提出。
1967年，美国S.B茨多尼克等人，对此作了较
详细的解释。虽然他们只能解释了C2-C6各种烃，在 低转化率裂解时所得到的产品的分布情况，但仍是
指导预见和关联裂解数据的有效工具。
（一）、烷烃裂解的自由基反应机理 1、乙烷裂解反应 (1)、乙烷裂解反应的类型 乙烷分子中 键能（kJ/mol） C-C 346 C-H 406
也叫石墨化过程。 结焦过程的△G0为一般是很大的负值，但是乙
烯生成苯的速度不大,所以乙烯结焦是可以避免的。
如何避免？是动力学问题。
＝＝＞ 由1、2、3、4讨论可知，二次反应产物有小分
子烯烃和烷烃、二烯烃和炔烃、还有比原料更重的 烃，如单环芳烃、稠环芳烃甚至有焦炭生成。其中， 只有小分子烯烃是有利的。在二次反应中，只有较 大分子烯烃的裂解增产小分子烯烃(类型1)，如乙 烯。其余二次反应，均消耗乙烯，使乙烯收率下 降。所以，应该防止二次反应的发生。
K1
E1=359.8，活化能(kJ/mol)
②、链传递 CH3· + C2H6
3
K2 CH4 + C2H5· ； E2=45.1
K 4H2 + C2H5· H· + C2H6
； E4=29.3
③、链终止
(完整版)第三章作业和参考答案解析
1. 什么是烃类热裂解？答：烃类的热裂解是将石油系烃类燃料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。
2.烃类热裂解制乙烯可以分为哪两大部分？答：烃类热裂制乙烯的生产工艺可以分为原料烃的热裂解、裂解产物的分离两部分。
3. 在烃类热裂解系统内，什么是一次反应？什么是二次反应？答：一次反应是指原料烃裂解（脱氢和断链），生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃的反应，是应促使其充分进行的反应；二次反应则是指一次反应产物（乙烯、丙烯等）继续发生的后续反应，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，是尽可能抑制其进行的反应。
4. 用来评价裂解燃料性质的4个指标是什么？答：评价裂解燃料性质的4个指标如下：（1）族组成—PONA值，PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。
P—烷烃（Paraffin）； O—烯烃（Olefin）；N—环烷烃（Naphtene）；A—芳烃（Aromatics）。
（2）氢含量，根据氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度，也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。
氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量百分数表示，也可以用裂解原料中C 与H的质量比（称为碳氢比）表示。
（3）特性因数—K，K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数。
K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低，它反映了烃的氢饱和程度。
（4）关联指数—BMCI值，BMCI值是表示油品芳烃含量的指数。
关联指数愈大，则表示油品的芳烃含量愈高。
5. 温度和停留时间如何影响裂解反应结果？答：（1）高温：从裂解反应的化学平衡角度，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性；根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。
（2）短停留时间：从化学平衡的角度：如使裂解反应进行到平衡，由于二次反应的发生，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。
化工工艺学题库
《化工工艺学》题库1.什么叫烃类的热裂解?裂解（splitting）是将烃类原料（气或油品）在隔绝空气和高温作用下，使烃类分子发生断链或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃和烷烃及炔烃热裂解不加催化剂及添加剂裂解的分类2. 目前世界上主要乙烯生产国的产量是多少？3. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？一次反应：即由原料烃类经热裂解生成乙烯、丙烯的主反应。
二次反应：即一次反应生成的乙烯、丙烯进一步反应生成多种产物，甚至最后生成焦和碳一次反应和二次反应的共同点：是随着反应的进行，气体产物的氢含量增加，液体产物的氢含量降低。
各族烃进行一次反应的容易程度顺序:P (链烷)＞N（环烷）＞A（芳环）各族烃进行二次反应的容易程度顺序：P(链烷)＜N(环烷)＜A(芳环）4. 什么叫键能？5. 简述一次裂解反应的规律性。
可见规律：⑴热效应很大的吸热反应，断链易于脱氢；⑵断两端易于断中间；⑶ M↑ ，断中间↑，断两端↓ ；⑷生成大烯烃易于生成小烯烃；⑸裂解产物中甲烷含量总是高于氢。
6. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？7. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？裂解过程中，生成的乙烯在900~1000℃或更高的温度下，主要经过乙炔阶段而生碳，即烯烃经过炔烃中间阶段而生碳。
裂解反应所生成的乙烯，在500℃以上的温度下，经过生成芳烃的中间阶段而结焦。
焦中，碳含量高于95%，且含有一定量的H2。
8. 试述烃类热裂解的反应机理。
9. 什么叫一级反应？写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。
10.烃类裂解有什么特点？11.11. 裂解供热方式有哪两种？12.12. 什么叫族组成，PONA的含义是什么？什么叫芳烃指数？什么叫特性因素？P—烷烃；O—烯烃；N—环烷烃；A—芳香烃特性因素特性因素是用作反映石脑油、轻柴油等油品的化学组成特性的一种因素，用K表示。
原料烃的K值愈大,乙烯的收率愈高。
2023年裂解(裂化)工艺备考押题2卷合壹(带答案)卷37
2023年裂解（裂化）工艺备考押题2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第一卷一.全能考点(共100题)1.【判断题】乙烯装置烃类物料管线高频振动,造成管材出现疲劳裂纹,泄露烃物料易引起火灾。
参考答案：√2.【判断题】炉膛负压过低的主要危害是造成火嘴脱火,熄灭,最终停炉。
参考答案：√3.【单选题】稀释蒸汽发生系统投用主要风险是泄漏、烫伤和()。
A、中毒B、窒息C、水击参考答案：C4.【单选题】裂解炉烧焦时判断各步合格的方法为()。
A、分析烧焦气中的一氧化碳和二氧化碳的总含量B、分析烧焦气中的二氧化碳含量C、烧焦时间是否足够长参考答案：B5.【单选题】进入乙烯装置区的电瓶车、铲车应是()。
A、环保型B、防爆型C、节能型参考答案：B6.【判断题】安全阀和蒸汽放空调节阀,都对防止裂解炉超高压蒸汽系统超压有重要作用。
参考答案：√7.【判断题】燃料气夹带液体进入炉膛,会造成炉子正压燃烧,火从看火孔外冒会烧坏炉子周围的仪表和电气设备。
参考答案：√8.【判断题】裂解炉燃料气系统气密前,必须确认每一个安全阀都已经过调校并正常安装。
参考答案：√9.【判断题】裂解炉废锅裂解气侧泄露的主要原因为安装存在问题,投用时未热把紧以及吹扫时废锅入口温度太低等。
参考答案：√10.【判断题】火炬气回收系统运行是否稳定,不会影响到火炬的稳定燃烧。
参考答案：×11.【单选题】任何单位和个人都有依法()的义务。
国家鼓励、引导社会组织和个人开展地震群测群防活动，对地震进行监测和预防。
国家鼓励、引导志愿者参加防震减灾活动。
A、开展群测群防活动B、参加防震减灾活动C、支持防震减灾参考答案：B12.【单选题】低压带电作业可能造成的事故类型是()。
A、物体打击B、机械伤害C、电流伤害参考答案：C13.【判断题】工伤职工治疗非工伤引发的疾病,享受工伤医疗待遇,按照基本医疗保险办法处理。
化工工艺学复习题(带答案)-精简
《化工工艺学》（部分简答题）1.什么叫烃类的热裂解?答：烃类热裂解法是将石油系烃类原料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类。
2.什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？答：一次反应：由原料烃类热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应二次反应：主要指由一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦或炭的反应。
3. 简述一次裂解反应的规律性。
答：（1）烷烃—正构烷烃最有利于生成乙烯，丙烯，分子量愈小则烯烃的总收率愈高。
异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子的正构烷烃。
随着分子量增大，这种差别越小。
（2）环烷烃—在通常裂解条件下，环烷烃生成烯烃的反应优于生成单烯烃的反应。
含环烷烃较多的原料，乙烯的收率较低。
（3）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裂及脱氢。
芳烃主要倾向于脱氢缩合生成稠环芳烃，直至结焦。
（4）烯烃—大分子的烯烃能裂解为乙烯和丙烯等低级烯烃，烯烃脱氢生成的二烯烃能进一步反应生成芳烃和焦。
（5）各类烃裂解的难易顺序可归纳为：正构烷烃>异构烷烃>环烷烃(C6>C5)>芳烃4. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？答：（1）烃类热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应②断链反应(2)烃类热裂解的二次反应主要有: ①烯烃的裂解②烯烃的聚合、环化和缩合③烯烃的加氢和脱氢④积炭和结焦5. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？答：结焦是在较低温度下（＜1200K）通过芳烃缩合而成生碳是在较高温度下（＞1200K）通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠和的碳原子。
结焦与生碳的区别：机理不同：碳要经过乙炔阶段才能发生；焦要经过芳烃缩合才能发生温度不同：高温下（900℃～1100℃）生成乙炔，生成碳；低温下（600℃左右）芳烃缩合生成焦组成不同：碳只含炭，不含杂质；焦还含有氢6. 试述烃类热裂解的反应机理。
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1化工生产过程一般可概括为哪几个步骤？
2化工过程的主要效率指标有？
3转化率、选择性、收率的基本溉念是什么?它们之间有什么关系?
4重要的有机化工基础原料有？
5烃类热裂解其反应历程分为哪三个阶段？
6烃类热裂解一次反应的现律性有哪些？
7烃类热裂解的二次反应都包含哪些反应类型?
8裂解原料性质的参数有哪四种？
9什么叫停留时间?停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何影响?
10烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中，加入水蒸气的作用是什么？
11烃类蒸汽热裂解过程中，为什么要采取高温短停留时间、低烃分压的操作条件？
12管式裂解炉辐射盘管的清焦方法（原理）是什么？
13裂解气分离装置主要由那几个系统所组成？
14为什么要对裂解气进行急冷?急冷方式有哪几种?
15裂解气进行预分离的目的和任务是什么？裂解气中严格控制的杂质有哪些？这些质存在的害处？用什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？
17裂解气分离的流程方案有多种，但都有一个共同点是什么?
18裂解气深冷分离的三大代表流程中是什么？
19分子筛脱水干燥的原理是什么?为什么裂解气要进行压缩？为什么要采用分段压缩?
20脱甲烷塔的任务是什么?它在裂解分气离流程中占有怎样的地位?
22前加氢，何谓后加氢，并比较这工艺流程的优缺点。