典型烷烃分子热裂解反应规律的研究(新).doc

东北石油大学高等教育自学考试 毕 业 设 计（论 文） 专 业： 考 号： 姓 名： 题 目：典型烷烃分子热裂解反应规律的研究 指导教师： 2015 年 1 月 15 日 东北石油大学高等教育自学考试 毕业设计（论文）任务书 题 目： 典型烷烃分子热裂解反应规律的研究 专 业： 考 号： 姓 名： 本题目应达到的基本要求：在充分调研国内外研究情况的基础上，（）对烷烃裂解反应及主要操作条件进行研究，研究烷烃裂解的一次反应和二次反应，分析主要操作条件的影响；（）对模拟计算结果进行对比分析，给出原料及裂解模拟计算结果，给出烷烃裂解的规律。 主要内容及参考资料： 签 发 日 期：2014 年 月 完 成 期 限：201 年 月 指导教师签名： 摘 要 蒸汽热裂解制烯烃是生产三烯的主要生产方法，原料所含烃类不同，对目的产物的分布有着极大的影响，一般认为烷烃裂解生产乙烯、丙烯和丁二烯的收率较高，尤其是正构烷烃，但有关这方面的定量分析结果国内还处于起步阶段。实践表明，利用数学模型模拟裂热解炉生产过程，可以在节省人力、物力的情况下，为工业生产的优化操作、提高控制水平，加快乙烯、丙烯、丁二烯生产技术的进步提供技术支持。本文通过对典型烷烃的裂解模拟来推断烷烃裂解结构对裂解产物中三烯收率的影响。首先根据模型中已有的烷烃类型，选择了9种具有代表性的典型烷烃；保持停留时间和汽烃比不变，在三个温度下用二维模型对不同的典型烷烃进行模拟计算，得到了单独进料时乙烯、丙烯、丁二烯的收率。 关键词：烷烃；热裂解；模型；三烯；收率目 录 第1章 概述 1 1.1 乙烯生产现状 1 1.2 乙烯原料及优化 1 1.3 管式裂解炉二维工艺数学模型 3 1.4 研究内容 3 第2章 二维工艺数学模型简介 5 2.1 二维模型的特点 5 2.2 二维模型的推导 5 2.3 二维模型的求解方法 8 2.4 二维模型的其它计算公式 9 第3章 烷烃裂解反应及主要操作条件 14 3.1 烷烃裂解的一次反应和二次反应 14 3.2 主要操作条件的影响 16 第4章 模拟计算结果对比分析 19 4.1 原料及裂解模拟计算结果 19 4.2 结果的对比分析讨论 20 4.3 烷烃裂解的规律 26 第5章 结 论 28 参考文献 29 致 谢 31 第1章 概述 1.1 乙烯生产现状 随着全球经济继续保持强劲增长势头，近些年来，世界乙烯工业保持了较快的发展速度，特别是亚洲、中东地区，乙烯工业发展明显快于其它地区。2006～2011年，世界乙烯生产能力增加3942万吨/年，年均增长幅度达到约5.9%，到2011年世界乙烯的总生产能力将达到约1.5894亿吨/年。2006年，我国乙烯累计产量为8,807,817.33吨。2007年1到10月计产量为8,737,299.00吨，比上年同期增长了14.33%。2006年全球乙烯生产能力最大的10个国家中，我国的生产能力已经由2004年的排名第7位跃居世界第2位，排名仅次于美国，占世界总生产能力的8.17%。 我国乙烯工业虽然取得了长足的进步，但也面临严峻的竞争形势。由于中东地区，以天然气（乙烷）为原料的石化产业急速在扩大，并且只生产乙烯产品，因此在全球市场环境中，有乙烯供应过剩及其他制品供应不足之倾向。而中东乙烯因原料便宜具有全球最大竞争力之故，而卷席了全球乙烯制品之市场。今后一段时期内，欧美地区乙烯新增能力有限，中东以及东北亚和东南亚成为世界石化工业新一轮投资的热点地区，使得世界石化工业的发展重心正在向亚洲和中东地区转移。中东将凭借廉价原料和低成本的显著优势，成为未来世界乙烯工业投资最集中的地区；亚太地区凭借巨大的市场优势，需求的快速增长成为世界乙烯投资的另一热点地区，中东和亚太将成为世界乙烯工业发展的主导力量，将吸引众多大型石化投资项目[]。因此，要想使我国能源产业在日益激烈的国际竞争中立于不败之地，必须加快我国的石化工业特别是以乙烯为基础的研究工作的步伐。如何发展乙烯的制备工艺以及对乙烯原料的选择成了长期可持续发展乙烯的制约因素。由于原料费用约占乙烯生产成本的70%-75%(以石脑油和轻柴油为原料)[]，而乙烯成本又直接影响其下游产品的成本，因此如何优化乙烯原料,降低乙烯成本