石油产品加工 ppt课件

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世界主要工业国家的乙烯生产能力
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第一节 石油烃裂解
一 裂解原料
液态：原油及原油加工所得的馏分。 气态：天然气、油田气及其凝析油、炼厂气等。 二 烃类裂解反应 烃类热裂解过程复杂，反应类型包括：脱氢、 断链、二烯合成、异构化、脱氢环化、脱烷基 化、迭合、歧化、聚合、脱氢和缩合等。
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一次反应：即由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙
烯的反应，是一级动力学反应。
二次反应：主要是指一次反应生成的乙烯、丙烯
等低级烯烃进一步发生反应生成多种产物，甚
至最后生成焦或碳，在二次反应中，烯烃的裂
解脱氢和生碳等为一级动力学反应，而聚合、
缩合、 结焦等反应复杂为二级动力学反应。
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*100%
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例题

原料乙烷进料量为1000Kg/h，反应掉 乙烷量为600 Kg/h ，得乙烯340 Kg/h ，求反应转化率，选择性及收率 和质量收率。
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若有物料循环时，
总收率和总质量收率
总收率 y = 转化为目的产物原料的摩尔数 新鲜原料的摩尔数
*100%
总质量收率 y质= 实际所得目的的产物质量 *100% 新鲜原料的质量
S= 实际所得目的产物的摩尔数 *100% 按反应掉原料计算应得目的产物理论摩尔数 = 转化为目的产物的原料的摩尔数 *100% 反应掉原料的摩尔数 收率 y = 转化为目的产物原料的摩尔数
（4）收率和质量收率
通人反应器原料的摩尔数 质量收率 y质= 实际所得目的的产物质量 *100% 通人反应器原料的质量
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2 裂解过程的影响因素
（1）裂解温度 T
（2）停留时间 τ A 平均停留时间 τ B 温度 T ~ 停留时间 τ效应 （3）压力 P （4）裂解深度函数 KSF
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第二节 烃类裂解炉
直接传热式：流化床，固定床 间壁传热式：管式裂解炉
一 管式裂解炉 二 管式裂解炉型及工艺流程
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1. 烷烃热裂解的热力学分析
裂解反应十分复杂，仅用简化的乙烷裂 解反应进行化学平衡分析。
C2H6 C2H6 C2H4 C2H4 → C2H4 + H2 → 0.5C2H4 + CH4 → C2H2 + H2 → 2C(S) + H2

P
(1) (2) (3) ？ (4)

ln K
G RT
t时
- dc / dt = kc
kt = ln (c0 / c)
(3) (4)
体积 膨胀 率
C = C0 ( 1 – α ) / β Ln ( β / (1 – α ) ) = kt Lg k = lg A – E / 2.303RT
当 β 已知（实测）时，可 由(3)和(4)
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α
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例题：正戊烷在管式炉中裂解，炉出口温度 760℃，停留时间0.5s。 为简化计算，设β=1。 （1）近似求其转化率；（2）若操作条件不变， 改为正己烷在管式炉中裂解，其转化率又为多少？ 已知：正戊烷 lg A =12.2479, E=231650J/mol K6 / K5 = 1.31 解: (1) lg K5 = lg A5 – E5 / 2.303RT = 0.5151 Ln ( β / (1 – α ) ) = kt = 3.274 * 0.5 α =80.54%
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三、 操作条件对裂解结果的影响
1 衡量裂解结果的指标
（1）转化率
α = 参加反应的原料量 *100% 通人反应器的原料量 当通人反应器的原料是新鲜原料或和循环物料的混合 物时，则得到的转化率称为单程转化率α。
（2）产气率
ZG = 气体产物总质量 *100% 原料质量
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（3）选择性
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？
6
C2H6 → C2H4 + H2 (1)
pC H pH Kp pC H p

2 4 1
2


2
6
yC H yH yC H p
2 4
2


2
6
yC H yC H yC H yCH yH 1
2 6 2 4 2 2 4 2
第八章 石油产品加工
石油化工是以石油和天然气为原料的化学工业 的简称。有机原料工业是石油化工中重要的组成 部分，是化工的“龙头”和基础。

有机原料工业的基础产品可归纳为三烯（乙 烯、 丙烯、丁二烯）和三苯（苯、 甲苯、 二甲 苯）。三烯和三苯都是乙烯装置的直接或间接产 品，其中乙烯是一个国家石油化工发展水平的重 要标志。
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思考题
1 SRT（鲁母斯公司裂解炉）具有哪些特点？
2 为什么要对裂解气进行急冷？ 3 几种流程的异同点？ 4 管式炉裂解法的优缺点？
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第三节 裂解气的压缩与净化
一 裂解气的压缩 压缩机是乙烯装置的心脏，通常所说 的三机是指：裂解气压缩机，丙烯制冷 压缩机和乙烯制冷压缩机。由于裂解炉 的急冷换热器副产高压水蒸气，因此多 段压缩的离心式压缩机多采用蒸汽透平 驱动，达到能量合理利用。
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(2) K6 / K5 = 1.31 K6 = 1.31*3.274 = 4.289 s-1 ln ( 1 / ( 1- α )) = 4.289 * 0.5 α = 88.29%
结果表明：混合烃裂解时，各个组分所处裂解条件相 同，但由于K值不同，所以在相同的裂解时间里，它 们的转化率亦不同。
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2. 烷烃热裂解的自由基反应机理
自由基分析的理论基础：
质量作用定律----基元反应 反应独立共存性原理----速度加和规则 稳态近似规则
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一次反应的反应速度基本可看作一级反应处理：
r = -dc / dt = kc
当反应物浓度由C0
(1) C，反应时间由0 (2)
五个方程求五个未知量
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T/K
1100K T/K
Kp1θ
1.675
Kp2θ
60.97
Kp3θ
Kp4θ
0.01495 6.556*1 07
y(H2) y(C2H2) y(C2H4) y(473*1 9.541*1 5.486*1 3.429*1 K 0-8 0-7 0-7 0-2