烃类热裂解知识分享.ppt

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1、烃类热裂解7.1烃类热裂解的反应原理裂解是制备低级烯烃的主要方法，如乙烯、丙烯、丁二烯等。原料:石油系烃类内容原料烃的热裂解裂解产物分离7.1.1烃类热裂解的化学反应7.1.1烃类热裂解的化学反应烃类裂解的反应规律脱氢和断链的难易与C-H和C-C键能大小有关一次反应和二次反应一次反应：首先发生的原料烃的裂解反应二次反应：一次反应产物发生的后续反应原料经过一次反应后，生成了氢、甲烷和低分子烯烃等。其中氢最稳定，甲烷次之，其余（烯烃）都可以在裂解条件下继续反应，转化成新的产物。7.1.1烃类热裂解的化学反应一次反应有：烷烃：脱氢反

2、应产物碳原子数相同的烯烃和氢，断链反应产物是碳原子数较少的烯烃和烷烃R-CH2-CH3→R-CH=CH2+H2或CnH2n+2→CnH2n+H2R-CH2-CH2-R’→R-CH=CH2+R’H或Cn+mH2(n+m)+2→CnH2n+CmH2m+2环烷烃：脱氢和断链反应，生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃正己烷→环己烷+H27.1.1烃类热裂解的化学反应芳香烃：热稳定性高，芳香环基本不裂解，但烷基芳香烃可以断侧链及脱甲基，生成苯、甲苯、二甲苯等。苯的一次反应是脱氢缩合为联苯，多环芳烃则脱氢缩合为稠环芳烃。烯烃:脱氢和断链反应,生成

3、低级烯烃和二烯烃7.1.1热裂解过程的化学反应二次反应有：烯烃的裂解大分子烯烃继续生成较小分子的烯烃或二烯烃烯烃能发生聚合、环化、缩合等反应，生成较大分子的烯、二烯和芳香烃。加氢和脱氢烯烃+H饱和烷烃烯烃-H二烯烃和炔烃高T，烃分解碳，低分子烷、烯分解碳和氢7.1.1热裂解过程的化学反应结论:在二次反应中,除了较大分子量的烯烃裂解,可增加乙烯收率外,其余的二次反应均消耗乙烯,降低乙烯收率,导致结焦和生碳。7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律烃类裂解反应的特点无论断链还是脱氢反应，都是热效应很高的吸热反应断链反应可以视为不可逆反

4、应，脱氢反应则为可逆反应存在复杂的二次反应反应产物是复杂的混合物7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律烃类裂解的反应特点7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律烷烃的裂解反应规律：同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易碳链的增长，分子热稳定性下降，碳链越长裂解反应越易进行脱氢能力与分子结构有关：由易到难：叔碳氢＞仲碳氢＞伯碳氢含有支链的烷烃容易发生裂解反应。乙烷生成乙烯。随碳原子数↑，异构烷烃与正构烷烃裂解所得乙烯和丙烯收率的差异↓7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律环烷烃裂解反应规律：侧链烷基比烃环易于断裂，长

5、侧链的断裂反应一般从中部开始，而离环近的碳键不易断裂；两头难，中间易带侧链环烷烃比无侧链环烷烃裂解所得烯烃收率高。环烷烃脱氢生成芳烃的反应优于开环生成烯烃的反应。五碳环（低碳数）烷烃比六碳环（高碳数）烷烃难于裂解。环烷烃比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦。7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律各种烃类热裂解的反应规律①烷烃正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。烯烃分子量↓，总产率↑。异构烷烃的烯烃总产率<同碳原子数的正构烷烃，但随着分子量的增大，这种差别↓。②环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。相对于正烷烃来说，含环烷烃

6、较多的原料丁二烯、芳烃的收率较高，而乙烯和丙烯的收率较低。7.1.2烃类热裂解反应的特点与规律③芳烃无烷基（侧链）的芳烃基本上不易裂解为烯烃；有烷基（侧链）的芳烃，烷基发生断碳键和脱氢反应。脱氢缩合为多环（稠环）芳烃，从而有结焦的倾向。④烯烃大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯;脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃。各类烃的热裂解反应的难易顺序:正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳烃7.1.3烃类热裂解的主要工艺因素裂解温度和停留时间裂解温度：温度高，有利生成乙烯。停留时间：指裂解原料经过辐射盘管的时间。裂解深度（转化率）取决于裂解温度和停留时

7、间。相同裂解原料在相同转化率下，由于温度和停留时间不同，所得产品收率不相同。高温、短停留时间可获得高的烯烃收率，减少结焦。7.1.3烃类热裂解的主要工艺因素（1）裂解温度强吸热反应按自由基反应机理分析，在一定温度内，理论计算结果结论如下：T↑一次反应所得乙烯的收率裂解反应进行到反应平衡时：烯烃收率甚微裂解产物主要为氢和碳∴裂解生成烯烃的反应控制裂解深度。根据裂解反应动力学，控制裂解深度就要求：转化率控制在一定范围内7.1.3烃类热裂解的主要工艺因素在一定裂解深度范围内，在相同停留时间的条件下：分子量小的裂解原料，其活化能和频率

8、因子越高，反应活性越低，所需裂解温度较高。分子量大的裂解原料，所需裂解温度较低。控制一定裂解深度，有不同的裂解温度-停留时间组合。对于生产烯烃的裂解反应而言，裂解温度与停留时间是一组相互关联不可分割的参数。高温-短停留时间则是改善裂解反应产品收率的关键。7.1.3烃类热裂解的