介紹

石油裂解的化學(xué)過程是比較復(fù)雜的，生成的裂解氣是一種復(fù)雜的混合氣體，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。裂解氣里烯烴含量比較高。因此，常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。把裂解產(chǎn)物進(jìn)行分離，就可以得到所需的多種原料。這些原料在合成纖維工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。

裂解類型

石油裂解是將石油原料在800～1100℃之間進(jìn)行處理，得到小分子烴的生產(chǎn)過程其反應(yīng)十分復(fù)雜，主要有以下幾種類型。依據(jù)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)原理，生產(chǎn)中在800～1 100℃范圍內(nèi)，盡可能控制較高溫度，同時(shí)盡可能減少物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，使之有利于生成乙烯而不利于生成焦炭。

烷烴裂解

烷烴裂解反應(yīng)可概括為脫氫和斷鏈兩種。脫氫生成相應(yīng)的烯烴，其通式為：

CnH2n 2CnH2n H2-Q

R-CH2-CH3R-CH=CH2 H2-Q

斷鏈分解為較小的烷烴和烯烴，其通式為：

Cm nH2m 2n 2=CmH2m CnH2n 2-Q或R-CH2-CH2-R′ →R-CH=CH2 R′H-Q

烯烴裂解

Cm nH2m 2n→CmH2m CnH2n-Q

原油中很少有烯烴存在，發(fā)生裂解的烯烴 一般都是由烷烴裂解生成的，所以烯烴裂解是 二次反應(yīng)。

環(huán)烷烴裂解

環(huán)烷烴裂解可以有多種方式，如環(huán)己烷可裂解為：

除上述主要的有益反應(yīng)外，還會(huì)發(fā)生有害反應(yīng)，主要是生炭反應(yīng)。

工藝流程

為了在極短時(shí)間內(nèi)供給大量反應(yīng)熱，反應(yīng)宜在管式爐內(nèi)進(jìn)行。此外，裂解反應(yīng)使體積增大，減壓操作對正反應(yīng)有利，但實(shí)際生產(chǎn)中，為防止空氣漏入系統(tǒng)引起爆炸，操作壓力略高于大氣壓，同時(shí)加入水蒸氣作為稀釋劑以降低反應(yīng)物料的分壓。如圖2所示，燃料油（或燃料氣）由導(dǎo)管噴入爐內(nèi)燃燒把反應(yīng)管加熱至900℃左右，原料烴和水蒸氣預(yù)熱后從反應(yīng)管內(nèi)快速通過（950℃時(shí)，停留時(shí)間僅為0.01～0.02s）發(fā)生裂解反應(yīng)。

反應(yīng)后的物料導(dǎo)入急冷換熱器將溫度迅速降至550℃以下使反應(yīng)停止，再 導(dǎo)入油急冷器與來自精餾塔底的重油混合進(jìn)一步降溫后導(dǎo)入精餾塔進(jìn)行蒸餾分離。塔頂餾出物經(jīng)油水分離器進(jìn)行氣液分離和油水分離。主產(chǎn)物裂解氣由分離器上部導(dǎo)出送去凈化和分離，中部導(dǎo)出的裂解汽油一部分回流，一部分送去提取芳烴，塔底導(dǎo)出的裂解重油 一部分導(dǎo)入油急冷器用做急冷油，一部分用做裂解爐燃料或返回反應(yīng)管做裂解原料。裂解主產(chǎn)物裂解氣是多組分混合物，要得到單一的高純度產(chǎn)品，必須進(jìn)行進(jìn) 一步分離和凈化。

裂解氣的分離有多種方法，目前多采用深冷法，即在-100℃左右加壓至約3MPa，將裂解氣中氫和甲烷以外的其他組分全部冷凝成液體，再利用各種烴沸點(diǎn)的不同，用精餾的方法逐 一分離，所得產(chǎn)品主要為氫、甲烷、乙烯、丙烯和丁烯。

相關(guān)產(chǎn)物

裂解汽油又稱熱解汽油。以輕烴、石腦油、柴油甚至減壓蠟油為原料，在水蒸氣存在下高溫裂解制取乙烯的過程中，生成含碳五烴類以上的液體副產(chǎn)品，經(jīng)分餾出干點(diǎn)為205℃的液體稱為裂解汽油。由于此種汽油富含芳烴，經(jīng)過加氫精制后可作為高辛烷值汽油組分或用于萃取苯、甲苯、乙苯、二甲苯等化工原料。能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油。