石油炼制工程教学课件PPT热加工过程
48页1、1主讲教师:刘英杰主讲教师:刘英杰石油化工学院石油化工学院石 油 炼 制 工 程常减压蒸馏一次加工热 加 工催化裂化加氢裂化加氢精制催化重整二次加工烷基化,异构化,醚化三次加工油品精制第七章 热加工过程 石油烃类热反应 焦炭化过程 减粘裂化 其他渣油热转化过程世界及我国炼油工业发展概况世界及我国炼油工业发展概况1 1、世界炼油技术的发展过程、世界炼油技术的发展过程I. I.18231823年,年,俄国,杜比宁三兄弟,俄国,杜比宁三兄弟,第一套第一套釜式蒸馏装置釜式蒸馏装置II.II.18601860年,年,美国,美国,B. SilimanB. Siliman,最早的最早的原油分馏装置原油分馏装置III.III. 19131913年,年,美国,美国,W. M. BurtonW. M. Burton,石油,石油热裂化热裂化IV.IV. 1930s1930s,润滑油生产润滑油生产技术技术的发展和改善的发展和改善V.V. 1940s1940s,催化加工:催化加工:固定床催化裂化固定床催化裂化VI.VI. 1950s1950s,催化加工全面发展:催化加工全面发展:流化床催化裂化,催化重整流化床催
2、化裂化,催化重整VII.VII.1960s1960s,分子筛催化剂分子筛催化剂VIII.VIII.1970s1970s,节能、重质油轻质化、计算机、过程系统优化等节能、重质油轻质化、计算机、过程系统优化等IX.IX. 1980s1980s以来,以来,炼油规模和基本技术构成相对稳定,但具体技术,如炼油规模和基本技术构成相对稳定,但具体技术,如 工艺设备、催化剂、环保等不断发展。工艺设备、催化剂、环保等不断发展。 热加工:利用热的作用,使油料起化学反应达到加工目的裂解反应 (吸热)缩合反应 (放热) 石油在高温下主要发生两类反应:7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应一、各种烃类的热反应1烷 烃q 烷烃的热反应主要有两类:C-C 键断裂 C-H 键断裂 q 强吸热反应,反应行为与分子中各键能的大小有密切的关系。 较小的烷烃和烯烃;碳原子数不变的烯烃及氢。7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应键CH3-CH3C2H5- C2H5n-C3H7-n-C3H7n-C4H9-n-C4H9i-C4H9-i-C4H9键能360335318310264键CH3-HC2H5 -Hn-C4
3、H9-Hi-C4H9 -Ht-C4H9-H键能431410394390373烷烃中的键能规律性: (1)C-C键比C-H键更容易断裂; (2)长链烷烃越靠近中间处越易断裂; (3)随分子量增大(或馏分越重),裂解易进行; (4)异构烷烃更易于断裂和脱氢。 (5) 烷烃分子脱氢难易程度:叔碳仲碳伯碳7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应2、环烷烃首先在侧链上发生和烷烃相似的断裂反应,生成较小 分子的烯烃或烷烃;其次才是环烷烃的脱氢和断裂,但需要更高温度,生成环烯、烯烃或二烯烃。7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应3芳香烃q脱氢缩合反应,生成环数较多的芳烃,直至生成焦炭7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应4胶质和沥青质(1)缩合反应生成焦炭;(2)断侧链、断链桥反应,生成较小的分子。组分转化率 (质量分数)相对产率(质量分数),气体馏分油焦炭轻、中胶质59.416.551.531.7重胶质92.94.535.160.3沥青质98.51.525.772.8管输油胶质、沥青质的热反应结果(460、45min)相对产率=产物产率/转化率7.1 7.1 石油烃类的
4、热反应石油烃类的热反应5环烷芳香烃中间断裂,环 烯烃开环或脱 氢生成芳烃1.环烷烃断裂 2.环烷烃脱氢 3.缩合生成焦碳7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应6烯烃q 低温、高压:叠合反应(缩合和裂解交叉进行); q T400以上:裂化反应开始变得重要,碳链断裂的位置一般在烯烃双键的位置; q T600:除裂化反应外,烯烃缩合成芳香烃、环烷烃和环烯烃的反应变得重要。 7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应双烯叠合反应烯烃的缩合反应7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应q 烃类热反应是一个复杂的平行-顺序反应,随着反应时间的延长,一方面由于裂解反应,生成分子越来越小、沸点越来越低的烃类;另一方面由于缩合反应,生成分子越来越大的稠环芳香烃; q 烃类热反应机理,目前一般认为是自由基反应机理。 烃类热反应总结:烃类热反应总结:7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应平行平行- -顺序反应顺序反应7.1 7.1 石油烃类的热反应石油烃类的热反应平行平行- -顺序反应顺序反应1原料 2中间馏分 3汽油4裂化气 5残油 6焦炭(1)中间产物(汽油和中间馏分)产
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