KSF裂解深度.docVIP

（五）动力学裂解深度函数KSF 1. 裂解深度表示　单一烃裂解 →裂解深度用转化率“x”表示 因为原料及反应产物的组成都能比较精确的分析到，转化率容易求. 　二元烃裂解 → 从中选一个当量组分（浓度最大的组分或一个有代表性的组分），用“x当”表示 　对于多组分裂解 → 很多烃类在裂解过程中消失了，而另外的烃在裂解时又生成它 → 选择一个裂解深度函数KSF来表示2. KSF定义　KSF是综合考虑了原料性质、停留时间和裂解温度三方面影响作为衡量重质原料裂解深度的指标。 KSF的定义式为： KSF=∫k5dt (1-16)　式中： k5 —正戊烷的反应速度常数，s-1 t —反应时间，s 　在裂解函数中之所以选定正戊烷作为衡量裂解深度的当量组分？是因为： 　1) 在任何轻质油品和重质油品中都有正戊烷存在；　2) 在裂解过程中，正戊烷只减少不增加；　3) 在裂解过程中易分析。　公式中的k5与反应温度T密切相关： k5=Ae(-E/RT)　因而，KSF关联了T和t两个因素，就比较全面的描述了裂解过程的实际情况。3. KSF的计算1) 严格法：KSF=∫k5dt (要先知道沿反应管长的温度分布和时间分布，得到全部的积分时间，计算KSF)2) 等温法：KSF=k5t (1-17) （在某一温度下为常数，对式(1-16)积分得到：反应时间由0(t）3) KSF与转化率关联　　　r=-dc/dt=k5c (1-18) 　　变换上式： 　　 -dc/c=k5dt 　　积分,n-c5的浓度从c0(c，反应时间从0(t 　　得： ㏑(c0/c)=k5t 　　 c=c0(1-α)/β 　　则：KSF=㏑[β/(1-α)] 或：KSF =2.3lg[β/(1-α)]　这样，就把KSF与转化率数据关联起来。例如：若KSF=2.3,假设β=1，则计算得α=0.9=90%,反过来计算也一样。　注意：α=0.9是指裂解原料中正戊烷的转化率，而不是轻油整体的转化率，KSF=2.3时表正了这种油品达到了一定的裂解深度。 4. 应用　　KSF值的大小对产物分布的影响可以用下列各图来说明（图1-7及图1-8）。　图1-7 是石脑油裂解时，KSF数值对产物分布的影响。 图中KSF分为三个区: 1) KSF=0～1为浅度裂解区 此区内原料饱和烃（C5+）含量迅速下降 ，产物乙烯、丙烯、丁烯等含量接近直线上升。浅度裂解，低级烯烃含量不多。 2) KSF=1～2.3为中度裂解区 此区内原料饱和烃（C5+）的含量继续下降，产物乙烯、丙烯、丁烯等含量继续上升，但增长速度逐渐减慢。在KSF=1.7左右时，C3=和C4=含量出现峰值，因为在此区内C3=和C4=有二次反应发生，既有生成，也有消失，结果出现峰值。 3) KSF﹥2.3为深度裂解区 此区内一次反应已基本停止，而产物的组成却在进一步发生变化，这是由于二次反应造成的。C5+以上馏分中原有的饱和烃经过裂解反应达到了最低值，而随着裂解深度的加深，丙烯、丁烯进一步分解，烯烃缩合生成稳定的芳烃液体，是丙烯、丁烯的含量下降，C5+的含量回升，但C5+的组成已发生了变化（芳烃液体增加）。 ?图1-8 是以柴油为原料裂解时，KSF与产物分布的关系，它与石脑油裂解有相似的特点，但允许的裂解深度KSF值较低，产物收率也较低。　KSF是温度与停留时间的函数，如果保持KSF值一定，乙烯的收率可以有很大差异，采用高温和相应的短停留时间可以得到较高的乙烯收率，如图1-9所示。 ?