利用裂解炉生产乙烯

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由于二次反应主要发生在转化率较高的裂解后期,如能控制很短的停留时间,减少二次反应的发生,就可以增加乙烯收率。

4.温度—停留时间效应

裂解温度和停留时间对提高乙烯收率来说是一对相互依赖、相互制约的因素。

图1-6和表1-15都说明了温度—停留时间效应对乙烯收率的影响。

表1-15温度—停留时间效应对石脑油产物分布关系

出口温度,℃ 停留时间,s 788~800 1.2 816~837 837~871 899~927 0.1 0.65 0.35 产物分布,%(质量) CH4 C2H4 15.6 23.0 16.6 25.9 16.8 167.3 29.3 33.3 C3H6 C4H6 C5 +13.6 2.23 2.8 12.7 3.8 29.7 12.2 4.2 27.8 11.7 4.8 23.0 CH4/C2H4 0.678 0.641 0.575 0.501 C2=+C3=+C4H6 38.8 42.4 45.7 49.8 作为一般规律,提高温度,缩短停留时间有如下效应: 1)正构烷烃裂解时,能得到更多的乙烯,而丙烯以上的单烯烃收率有所下降。 2)能抑制芳烃的生成,减少液体产物和焦的生成。

工业上可利用温度—停留时间的影响效应来调节产物中乙烯/丙烯的比例,以适应市场变化的需要。

近年来各国裂解技术都采用了高温、短停留时间的操作条件

(四)烃分压和稀释剂的影响

定义:烃分压是指进入裂解反应炉管物料中,气态的碳氢化合物的分压。 烃裂解反应时,压力对反应的影响有:

1.压力对平衡转化率的影响(热力学分析)

烃类裂解的一次反应(断链和脱氢)是分子数增加的反应。? 降低压力对反应平衡移动是有利的。

在高温下:

断链反应的平衡常数很大,几乎接近全部转化,反应是不可逆的。因此,改变压力对这类反应的平衡转化率影响不大。

脱氢反应(主要指低分子烷烃脱氢)是一可逆反应,降低压力有利于提高其平衡转化率。

压力对二次反应中的断链、脱氢反应的影响与上述情况相似,降低压力有利于乙烯脱氢生成乙炔的反应。 至于聚合、脱氢缩合、结焦等二次反应,都是分子数减少的反应,降低压力可以抑制此类反应的发生,但这些反应在热力学上比较有利,故压力改变对这类反应影响不大。

A<==>B+C

Kp=(PB×PC)/PA=[(xB×xC)/xA] ×P(B+C-A)

△V

=(nB×nc/nA) ×(P/∑ni) 其中 xB=nB/∑ni

△V=B+C-A

△V>0,P降低,则P△V降低,Kp不变,则(xB×xC)/xA增加,降低压力可增大转化率。

加入稀释剂可以降低烃分压。 加入稀释剂 A+D’<==>B+C+D’

,,

Kp=[(xB×xC×xD)/(xA×xD)] ×P

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