文档介绍：第一章石油烃热裂解
第一节乙烯的生产方法
第二节石油烃热裂解的原料
第三节石油烃热裂解的生产原理
第四节石油烃热裂解的生产工艺条件
第五节石油烃热裂解的生产工艺流程
第六节生产中异常现象的处理
第七节化工生产中开、停车的一般要求
第一章石油烃热裂解
知识目标
掌握石油烃热裂解的原理
熟悉石油烃热裂解的生产步骤及相关知识
了解国内外乙烯生产现状及主要生产方法
能力目标
能够分析如何选择工艺条件
能够画出石油烃热裂解的工艺原理流程图
根据化学反应规律,能够判断原料的优劣
石油烃裂解概述
石油烃
石油烃热裂解
石油烃热裂解的主要目的
包括天然气、炼厂气、石脑油、柴油、重油等,它们都是由烃类化合物组成
就是以石油烃为原料,利用石油烃在高温下不稳定、易分解的性质,在隔绝空气和高温条件下,使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应,以制取低级烯烃-乙烯和丙烯的过程。
生产乙烯和丙烯,还可联产丁二烯以及苯、甲苯和二甲苯等产品
石油烃热裂解是基本有机化学工业获取基本有机原料的主要手段
裂解能力的大小往往以基本有机化学工业的最重要的基本有机原料乙烯的产量来衡量。
国外乙烯发展动态
乙烯在世界大多数国家几乎都有生产。
2004 年世界乙烯的总生产能力已突破1 ,产量10387 万吨,主要集中在欧美发达国家。随着世界经济的复苏,乙烯需求增速逐渐加快,%,预计2010年需求量上升到13346万吨,增量主要在亚洲地区。
我国乙烯工业已有40多年的发展历史,60年代初我国第一套乙烯装置在兰州化工厂建成投产,多年来,我国乙烯工业发展很快,乙烯产量逐年上升,2005年乙烯生产能力达到773万吨/年,居世界第三位。
随着国家新建和改扩建乙烯装置的投产,预计到2010年我国乙烯生产能力将超过1600万吨。
虽然我国乙烯工业发展较快,但远不能满足经济社会快速发展的要求,不仅乙烯自给率下降,而且产品档次低、品种牌号少,一半的乙烯来自进口。
根据2000~%为基准的弹性系数测算,乙烯需求预测可见表1-1。
从表1-1可以看出,我国乙烯自给率还不高,一方面需要进口乙烯产品,另一方面需要加大国内乙烯的生产,因此,无论从乙烯在有机化工中的地位,还是从乙烯的需求量预测,都可以看出,以生产乙烯为主要目的的石油烃热裂解装置在有机化工中具有举足轻重的地位。
国内乙烯发展动态
表1-1中国乙烯需求预测
MTO合成路线,是以天然气或煤为主要原料,先生产合成气,合成气再转化为甲醇,然后由甲醇生产烯烃的路线,完全不依赖于石油。在石油日益短缺的21世纪有望成为生产烯烃的重要路线。
另外,MTO技术在我国应用还具有以下特殊的战略意义:
(1)我国天然气价格较高,但可用于生产高附加值的烯烃产品。
(2)我国原油偏重,发展石化产品原料的石脑油产量少,MTO为解决此矛盾提供了一条重要途径。
(3)为我国原油资源分布不均,特别是西南缺油富气地区,发展石化工业创造条件。
采用MTO工艺可对现有的石脑油裂解制乙烯装置进行扩能改造。由于MTO工艺对低级烯烃具有极高的选择性,烷烃的生成量极低,可以非常容易分离出化学级乙烯和丙烯,因此可在现有乙烯工厂的基础上提高乙烯生产能力30%左右。
第一节乙烯的生产方法
乙烯的生产方法
一、管式炉裂解技术
二、催化裂解技术
三、合成气制乙烯(MTO)
反应器与加热炉融为一体,称为裂解炉。原料在辐射炉管内流过,管外通过燃料燃烧的高温火焰、产生的烟道气、炉墙辐射加热将热量经辐射管管壁传给管内物料,裂解反应在管内高温下进行,管内无催化剂,也称为石油烃热裂解。同时为降低烃分压,目前大多采用加入稀释蒸汽,故也称为蒸汽裂解技术。
催化裂解即烃类裂解反应在有催化剂存在下进行,可以降低反应温度,提高选择性和产品收率。
据俄罗斯有机合成研究院对催化裂解和蒸汽裂解的技术经济比较,认为催化裂解单位乙烯和丙烯生产成本比蒸汽裂解低10%左右,单位建设费用低13~15%,原料消耗降低10~20%,能耗降低30%。
催化裂解技术具有的优点,使其成为改进裂解过程最有前途的工艺技术之一。
到目前为止,几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术,其它工艺路线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题,至今仍处于技术开发或工业化实验的水平,没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
第二节石油烃热裂解原料
一、裂解原料来源和种类
二、合理选择裂解原料
1、石油和天然气的供应状况和价格
3、原料对装置投资的影响
4、副产物的综合利用
一是天然气加工厂的轻烃,如乙烷、丙烷、丁烷等;
二是炼油厂的加工产品,如炼厂气、石脑油、柴油、重油