第七章 烃类热裂解
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烃类热裂解名词解释嘿,朋友!咱们今天来聊聊烃类热裂解这回事儿。
你知道吗,烃类热裂解就像是一场奇妙的化学大冒险!它指的是在高温条件下,烃类分子发生分解和重组的过程。
这就好比一群小伙伴本来手拉手好好的,突然被一股神秘的力量给拆开,然后又重新组合成了新的小伙伴团队。
烃类,听起来是不是有点陌生?其实啊,咱们生活中常见的石油、天然气里就有好多烃类物质。
比如甲烷、乙烷、乙烯这些。
而热裂解呢,就是让它们在高温这个大熔炉里发生变化。
想象一下,高温就像一个厉害的魔法师,对着烃类施展魔法。
原本稳定的烃分子被这股魔法力量冲击得七零八落,化学键断裂,原子们重新排列组合。
这一过程可不简单,涉及到好多复杂的化学反应。
比如说,乙烷在热裂解的时候,它的化学键就像是脆弱的绳子,被高温一烤,“啪”地断了,然后变成了乙烯和氢气。
这是不是很神奇?就好像一个大拼图被打乱,又拼成了新的图案。
烃类热裂解可不是随便玩玩的,它在工业上有着超级重要的地位。
咱们用的好多化工产品,像塑料、橡胶、纤维等等,很多都是通过烃类热裂解得到的原料再进一步加工出来的。
你想想,如果没有烃类热裂解,咱们的生活得少了多少方便和乐趣呀?没有那些五颜六色的塑料制品,没有舒适的合成纤维衣服,那得多糟糕啊!而且,烃类热裂解的条件要求也很严格呢。
温度得恰到好处,高了不行,低了也不行,这就像炒菜,火候掌握不好,菜就不好吃啦。
还有压力、停留时间等等因素,都得精心控制,稍有差错,结果就大不一样。
所以说,烃类热裂解可真是一门高深的学问,是化学世界里的一场精彩大戏!它让那些看似普通的烃类物质焕发出新的生机,为我们的生活带来了无数的可能。
你说,这是不是很厉害?总之,烃类热裂解在化工领域中举足轻重,是创造丰富多样化学产品的关键魔法!。
一、烃类热裂解1.烃类热裂解产物中的有害物质有哪些?存在哪些危害?如何脱除?答:烃类热裂解产物中的有害物质包括:硫化氢等硫化物,二氧化碳,炔烃和水。
硫化氢的危害:硫化氢会腐蚀设备和管道,使干燥的分子筛的寿命缩短,使脱炔用的加氢催化剂中毒并使烯烃聚合催化剂中毒。
二氧化碳的危害:在深冷分离裂解气时,二氧化碳会结成干冰,堵塞管道及设备,影响正常生产;对于烯烃聚合来说,是烯烃聚合过程的惰性组分,在烯烃循环时造成积累,使烯烃的分压下降,从而影响聚合反应速度和聚合物的分子量。
炔烃的危害:炔烃使乙烯和丙烯聚合的催化剂中毒。
水的危害:在深冷分离时,温度可达-100℃,水在此时会结冰,并与甲烷,乙烷等形成结晶化合物(CH4·6H2O,C2H6·7H2O,C4H10·7H2O),这些结晶会堵塞管道和设备。
脱除方法:硫化氢和二氧化碳用氢氧化钠碱液吸收来脱除;炔烃采用选择性加氢法来脱除。
水采用分子筛干燥法脱除。
2.类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段?链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。
链引发反应是自由基的产生过程;链增长反应时自由基的转变过程,在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生,反应前后均保持着自由基的存在;链终止是自由基消亡生产分子的过程。
3.各族烃类的裂解反应难易顺序为?正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃4.裂解气出口急冷操作的目的?裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应,由于停留时间的增长,二次反应增加,烯烃损失随之增多。
为此,需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却,通过急冷以终止其裂解反应。
当裂解气温度降至650℃以下时,裂解反应基本终止。
急冷有间接急冷和直接急冷之分。
5.在烃类热裂解的过程中,加入水蒸气作为稀释剂具有哪些优点?答:在烃类热裂解的过程中,加入水蒸汽作为稀释剂具有如下优点:(1)水蒸汽的热容较大,能对炉管温度起稳定作用,因而保护了炉管。
烃类热裂解(综述)摘要:乙烯是石油化学工业最重要的基础原料之一。
乙烯装置及其下游装置生产的“三烯三苯”是生产各种有机化工产品和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原料,所以乙烯工业的发展水平总体上代表了一个国家石油化学工业的水平。
而裂解原料的优劣对乙烯生产有着至关重要的影响,乙烯生产过程中原料费用在乙烯成本中约占70%。
随着国民经济的发展,作为乙烯生产原料的石脑油、轻柴油等资源,面临着严重短缺的局面。
而我国原油轻质油品的收率较低,可供乙烯裂解的原料一直偏紧,优质原料的供需矛盾更为突出。
因此,裂解原料的重质化、多样化势在必行。
乙烯绝大部分是由石油烷烃裂解而生产,乙烯裂解炉是乙烯生产中的关键设备。
因此,对乙烯裂解过程进行了解并进以利用,对石油化学工业来说是十分必要的,具有重要的现实意义并会带来巨大的经济效益。
ABSTRACT:Ethylene is one of the most important basic raw materials in petrochemical industry.Ethylene and its downstream products are the basic raw materials of a variety of organic chemical products,synthetic resin,synthetic fiber and synthetic rubber.So the level of development of ethylene industry as a whole represents a country level of the petro chemical industry.Pyrolysis of raw materials has a crucial impact on the course of ethylene production because of the cost of raw material accounts for 70%.With the development of the national economy,as the raw materials ethylene production of naphtha,light diesel oil and other resources is facing a serious shortage.The yield Of China Scrubland light oil is lower,and the row material of ethylene has been short,SO the contradiction between supply and demand is more prominent.At present,HVGO has more than 1O%of the total amount of raw materials.Most of ethylene is the production of paraffin oil,and the pyrolysis Furnace is the key equipment。
第七章烃类热裂解
一、填空题
1、烃类热裂解是典型的高温气相反应,是石油烃在高温下裂解生成分子量较小的烯烃、烷
烃和其他烃类产品的过程。
2、烃类热裂解是一个复杂的化学反应过程,已知的反应有脱氢、断链、二烯合成、异构化、
脱氢环化、脱烷基、叠合、歧化、聚合、脱氢交联和焦化等,裂解产物多达数十种乃至数百种。
3、烃类热裂解的化学反应,按反应的先后顺序,可分为一次反应和二次反应。
一次反应指
原料的烃分子裂解生成乙烯和丙烯等产物的反应。
二次反应指一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物,直至生成碳和焦的反应。
4、烃类热裂解的主要工艺因素是裂解温度、停留时间、裂解压力和原料烃组成。
5、烃类热裂解的工艺流程包括原料油供给和预热系统、裂解和高压水蒸气系统、急冷油和
燃料油系统、急冷水和稀释水蒸气系统。
6、烃类热裂解工艺流程包括烃的热裂解、裂解气预处理和分离。
7、裂解供热方式有直接和间接两种,广泛采用的是间接供热的管式炉法。
8、管式裂解炉是烃类裂解最重要的装置,由炉体和裂解反应管组成。
炉体分为辐射室和对
流室,用钢构件和耐火材料砌筑。
9、裂解气分离的方法有多种,工业上主要采用深冷分离法和油吸收精馏分离法。
10、裂解气在分离前必须净化。
净化过程包括:裂解气的压缩、酸性气体的脱除、脱炔、
脱一氧化碳、脱除水分等。
11、裂解气中的酸性气体主要是二氧化碳和硫化氢。
12、酸性气体的脱除,一般采用吸收法,常用吸收剂有氢氧化钠和乙醇胺。
13、裂解气中的水分是由急冷和碱洗时带入的。
脱除水的方法有多种,广泛采用的固体
吸附法是以分子筛为吸附剂。
14、脱除乙炔的方法,有选择性催化加氢法和溶剂吸收法,工业上多采用催化加氢法脱
炔。
15、除去一氧化碳,工业上主要采用甲烷化法,即催化加氢使一氧化碳转化为甲烷。
16、深冷分离流程包括气体净化系统、压缩和深冷系统、精馏分离系统等部分。
17、脱甲烷过程由脱甲烷塔和冷箱组成,任务是将裂解气中比乙烯烃的组分分离出去。
18、冷箱是将高效板式换热器和汽液分离器等集中放置并用绝热材料保存,在
—100---160℃低温下操作的箱式设备。
19、乙烯的回收和富氢的提取与提纯,根据冷箱所处位置,分为前冷流程和后冷流程。
20、前冷分离工艺特点:裂解气进脱甲烷塔前预分离,减轻了脱甲烷塔的负荷;利用冷
箱由高温到低温,逐级、依次冷凝重组分和轻组分,节省低温级别的冷剂;可获得纯度较高的富氢;可提高乙烯收率。
二、判断题
1、烃类热裂解是典型的高温气相反应,是石油烃在高温下裂解生成分子量较小的烯烃、烷
烃和其他烃类产品的过程。
2、烃类热裂解是一个复杂的化学反应过程,已知的反应有脱氢、断链、二烯合成、异构化、
脱氢环化、脱烷基、叠合、歧化、聚合、脱氢交联和焦化等,裂解产物多达数十种乃至数百种。
3、烃类热裂解的化学反应,按反应的先后顺序,可分为一次反应和二次反应。
一次反应指
原料的烃分子裂解生成乙烯和丙烯等产物的反应。
二次反应指一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物,直至生成碳和焦的反应。
4、烃类热裂解的主要工艺因素是裂解温度、停留时间、裂解压力和原料烃组成。
5、烃类热裂解的工艺流程包括原料油供给和预热系统、裂解和高压水蒸气系统、急冷油和
燃料油系统、急冷水和稀释水蒸气系统。
6、烃类热裂解工艺流程包括烃的热裂解、裂解气预处理和分离。
7、裂解供热方式有直接和间接两种,广泛采用的是间接供热的管式炉法。
8、管式裂解炉是烃类裂解最重要的装置,由炉体和裂解反应管组成。
炉体分为辐射室和对
流室,用钢构件和耐火材料砌筑。
9、裂解气分离的方法有多种,工业上主要采用深冷分离法和油吸收精馏分离法。
10、裂解气在分离前必须净化。
净化过程包括:裂解气的压缩、酸性气体的脱除、脱炔、
脱一氧化碳、脱除水分等。
11、裂解气中的酸性气体主要是二氧化碳和硫化氢。
12、酸性气体的脱除,一般采用吸收法,常用吸收剂有氢氧化钠和乙醇胺。
13、裂解气中的水分是由急冷和碱洗时带入的。
脱除水的方法有多种,广泛采用的固体
吸附法是以分子筛为吸附剂。
14、脱除乙炔的方法,有选择性催化加氢法和溶剂吸收法,工业上多采用催化加氢法脱
炔。
15、除去一氧化碳,工业上主要采用甲烷化法,即催化加氢使一氧化碳转化为甲烷。
16、深冷分离流程包括气体净化系统、压缩和深冷系统、精馏分离系统等部分。
17、脱甲烷过程由脱甲烷塔和冷箱组成,任务是将裂解气中比乙烯烃的组分分离出去。
18、冷箱是将高效板式换热器和汽液分离器等集中放置并用绝热材料保存,在—100---160℃低温下操作的箱式设备。
19、乙烯的回收和富氢的提取与提纯,根据冷箱所处位置,分为前冷流程和后冷流程。
20、前冷分离工艺特点:裂解气进脱甲烷塔前预分离,减轻了脱甲烷塔的负荷;利用冷箱由高温到低温,逐级、依次冷凝重组分和轻组分,节省低温级别的冷剂;可获得纯度较高的富氢;可提高乙烯收率。
三、名词解释
1、烃类热裂解
2、一次反应
3、深冷分离法
4、油吸收精馏分离法
5、冷箱
四、简答题
1、烃类热裂解反应的特点?
2、烃类热裂解的主要工艺因素?
3、裂解气的净化工艺有哪些?
4、比较鲁姆斯、凯洛格和三棱倒梯台裂解炉的共同点?
5、裂解气分离的目的和任务是什么?。