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乙烯生产工艺简介

乙烯是重要的基础化工原料，广泛应用于塑料、合成橡胶、合成纤维等领域。

课程目标

了解乙烯生产工艺

介绍乙烯生产的背景、用途、主要工艺和设备。

掌握乙烯生产流程

重点讲解石油裂解法、石化焦化法和乙烷脱氢法等主要工艺流程。

关注环境保护问题

分析乙烯生产过程中的碳排放、废水废气处理等环境问题。

乙烯简介

乙烯是一种重要的基本有机化工原料，也是世界上产量最大的有机化工产品之一。

乙烯是无色、无味、易燃的气体，化学式为C2H4，分子量为28.05。

乙烯的分子结构是由两个碳原子和四个氢原子组成，两个碳原子之间以双键连接。

乙烯的用途

塑料生产

乙烯是生产各种塑料的重要原料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

合成橡胶

乙烯是合成橡胶的原料，用于制造轮胎、橡胶制品等。

合成纤维

乙烯是合成纤维的重要原料，用于制造聚酯纤维、尼龙等。

其他用途

乙烯还用于制造乙醇、乙醛、乙酸等重要化工产品。

乙烯的主要生产工艺

石油裂解法

将石油馏分在高温下裂解成小分子烃，其中乙烯是最主要的产物。

乙烷脱氢法

利用催化剂在高温下将乙烷脱氢生成乙烯。

石化焦化法

将煤炭进行干馏，生成煤气，其中含有一定量的乙烯。

乙烯的生产原理

1

热解反应

乙烯生产的核心反应是热解反应。在高温下，烃类物质裂解成小分子烃类，包括乙烯、丙烯、丁烯等。

2

催化反应

一些乙烯生产工艺使用催化剂，例如乙烷脱氢法。催化剂可以降低反应所需的温度，提高乙烯产率。

3

分离提纯

热解或催化反应后，需要对产物进行分离和提纯，得到高纯度的乙烯产品。

石化焦化法

1

1.石油焦化

将石油加热到高温，使之裂解成各种轻质烃类，同时产生大量的焦炭。

2

2.焦炭气化

将焦炭与水蒸气和空气反应，产生合成气，其中包含大量的氢气和一氧化碳。

3

3.合成气转化

将合成气中的氢气和一氧化碳转化为甲烷，并生成少量乙烯。

4

4.乙烯分离

从合成气中分离出乙烯，并进行进一步提纯。

石油裂解法

高温裂解

将石油馏分加热至高温（800-900℃）并迅速降温，使长链烃类分子断裂生成乙烯等低分子烃类。

催化裂解

在催化剂的作用下，石油馏分在较低温度下裂解，提高乙烯产率并降低能耗。

乙烷脱氢法

乙烷脱氢法

乙烷脱氢法是将乙烷在催化剂的作用下脱氢生成乙烯和氢气的过程。

催化剂

该方法通常使用铂、铬等金属氧化物作为催化剂，以提高反应效率。

高温条件

乙烷脱氢反应需要在高温条件下进行，通常在500-650°C之间。

能源消耗

该方法的能源消耗相对较低，因为反应温度较低。

各工艺优缺点比较

三种主要乙烯生产工艺各有优缺点，需要根据具体情况选择。

90%

石化焦化法

原料成本低，但产品收率低，污染严重

80%

石油裂解法

产品收率高，但设备投资大，能耗高

70%

乙烷脱氢法

能耗低，但对原料要求高，技术难度大

工艺流程

1

原料预处理

去除杂质，提高原料质量

2

反应

将原料转化为乙烯

3

分离提纯

分离乙烯和其他副产物

4

产品储存

储存乙烯产品，以备使用

乙烯生产工艺流程复杂，涉及多个步骤。

每个步骤都至关重要，影响最终的乙烯产量和质量。

石化焦化法工艺流程

原料预处理

将原油预热并进行脱盐脱水，去除其中的杂质，防止后续工艺中结焦、腐蚀设备。

焦化反应

在焦化炉中将原油加热至高温，使原油裂解生成焦炭、气体和液体产物。

气体分离

将焦化过程中产生的气体进行分离，得到富含乙烯、丙烯、丁烯等烯烃的气体混合物。

气体压缩

将气体混合物进行压缩，提高气体的压力，有利于后续的分离和提纯。

气体分离提纯

通过深度冷冻分离、吸附分离等手段，从气体混合物中提纯出乙烯产品。

石油裂解法工艺流程

1

原料预处理

脱盐、脱水、脱硫

2

裂解反应

高温裂解反应

3

裂解气分离

气相分离、精馏分离

4

乙烯提纯

深度分离和提纯

5

副产物处理

回收利用，安全处理

石油裂解法是工业生产乙烯的主要方法之一，该方法主要包含5个步骤：原料预处理、裂解反应、裂解气分离、乙烯提纯和副产物处理。

乙烷脱氢法工艺流程

1

乙烷预处理

乙烷先进行脱硫、脱水等处理，除去杂质，以提高催化剂活性。

2

脱氢反应

乙烷在催化剂作用下，高温下脱氢生成乙烯，副产物主要为甲烷。

3

分离提纯

反应产物经过冷凝、分离，得到乙烯产品，并将副产物甲烷回收。

主要设备

反应器

乙烯生产的核心设备，提供合适的温度和压力，促使原料发生裂解或脱氢反应。

分馏塔

用于分离不同沸点的产物，获取纯度较高的乙烯等目标产物。

压缩机

对气体进行压缩，提高反应效率和产物分离效果。

换热器

用于回收热量，降低能耗，提高生产效率。

反应器

反应器类型

乙烯生产中主要使用管式反应器，由多根平行排列的反应管组成。

反应器尺寸

反应器的尺寸根据生产规模和工艺要求而定，一般长达几十米，直径几米。

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