石油化工工艺教案

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1、《石油化工工艺》教案化工教研室二零一零年第一章桂类热裂解第一节热裂解过程的化学反应与反应机理问题1:什么叫坯类热裂解过程的一次反应胫类热裂解的过程是很复杂的，即使是单一组分裂解也会得到十分复杂的产物，例如乙烷热裂解的产物就有氢，甲烷，乙烯，丙烯，丙烷，丁烯，丁二烯，芳胫和碳等以上组分,并含有未反应的乙烷。因此，必须研究胫类热裂解的化学变化过程与反应机理，以便掌握其内在规律。炷类裂解过程按先后川页序可划分为一次反应和二次反应。♦一次反应:&原料胫类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。♦二次反应：主要是指一次反应生成的乙烯，丙烯等低级稀胫进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳。一.胫类热裂解的一

2、次反应问题2：什么叫键能？问题3：简述烷炷热裂解一次反应的规律性。(一)烷胫热裂解1.脱氢反应：CnH2n+2==CnH2n+H22.断链反应：Cm+nH2(m+n)+2==CmH2m4-CnH2n+23.裂解的规律性表1-2各种键能比较碳氢键HaC-HCH3CH2-HCH3CH2CH2-HCHs-CH-HCHsCH3CH2CH2CH2-HCH3CH2CH-HCHsfH3CHs-CpHCHsC—H（一般）键能，kj/mol426.8405.8397.5384.9393.2376.6364378.7碳碳键CH3—CH3键能，kj/mol^46(1)♦耕环T朋横定血苗期滞哮摊申横曲禅氐琳囤®申無諭

3、氐滁曄(0K琳谕)。I勾廉柯中舞各胃济sC——H滞淋升细C——CII滋谅理茜聲黠卅衬廉屈廉爲理龍京却眾昂setn理器於材亠世一同给用一CH4VC2H6VC3H8VV期廉胃谅f济®中恳毎馳3.MOIII胃济色味柳淋廉協理®中需遴讯*。娈舛规脚鏗*97-ff妙％Ns7m眇为％N。CH(CHs)CHsCHsCH(CHs)—CH2CH2CH3CH3CH2CH2-cH_3H3C1c-1s3启3CH3CH2CH2-CHs:3O•9325•1314■641■00CH3——CH2——CH3343・1CH3CH2——CH2——CH3338・9直链胫的C-c键或C-H键的键能小，易断裂。所以，有支链的痊容易裂解或

4、脱氢。（2）标准自由烤（ZXGj判断法表1-3正构烷胫与1000K裂解时一次反应的△G和ZU（1000K时，单位是kj/mol）反应△G△HCnH2n+2==CnH2n+H2脱C2H6二二C2H4+H28.87144.4C3H8==C3H6+H2-9.54129.5C4H10二二C4H8+H2-5.94131.0氢C5H12==C5H10+H2-8.08130.8C6H14二二C6H12+H2-7.41130.8Cm+nH2(m+n)+2〉CnH2n+CmH2m+2C3H8—->C2H4+CH4-53.8978.3C4H10—->CsH6+CH4-68.9966.5C4H10——>C2H4+C

5、2H6-42.3488.6断C5H12>C4H8+CH4-69.0865.4C5H12>C3H6+C2H6-61.1375.2C5H12>C2H4+C3H8-42.7290.1链C6H14—->CsHio+CH4-70.0866.6C6H14>C4H8+C2H6-60.0875.5C6H14>C3H6+C3H8-60.3877.0C6H14>C2H4+C4H10-45.27000000表1-4伯、仲、叔氢原子与自由基反应的相对速度温度T/K773873973107311731273伯氢111111仲氢3.02.01.91.71.651.6叔氢33107.86.35.655.0△G。=-RTIn

6、kpAG°为负值，反应的可能性：IAG°I越大，反应越易进行。I脱氢的ZG°v断链的ZG°II从热效应来看，断链易进行，因为断链反应吸收热量少OIII易生成小分子烷疼的反应，不易生成大分子。（二）环烷胫热裂解（环烷胫一次反应）1.C6H12>Q+3H2开环反应：C6H12——>C2H4+C4H8C6H12——>C2H4+C4H6+H2相比较之下，脱氢比开环易进行。2.带支链的环烷胫：先断支链，再环上脱氢。3.规律：(1)侧链烷基比胫环易与裂解，长侧链先在侧链中央的C-C键断裂，有TK!J链的环烷痊上匕无15N链的环烷胫裂解时得到较多的烯胫。(2)环烷脱氢生成芳胫比开环生成烯胫容易。(3)五

7、碳环最稳定，六碳环次之。4.裂解原料中环烷胫含量增加时，乙烯收率会下降。(三)芳香胫热裂解：1.缩合2_!^o^+H22.带支链的芳胫：I断侧链反应:0-C3H7-->&CH3+C2H40-C3H7-->©+C3H6II脱氢反应:0-C2H5——>©—CH=CH2+H2(m+m5=n)或CnH2n>CnH2n-2+H2(五)各族痊类的热裂解反应规律:1.烷胫——正构烷胫最利于生成乙烯，丙烯,分子量