烃类热裂解过程.ppt

T﹤600℃裂化热裂化

催化裂化

催化裂解

T﹥600℃裂解稀释剂水蒸汽裂解

热裂解

加氢裂解

反应类型：断链、脱氢、异构化、叠合、歧化、聚合、生焦

：生产、、和芳烃

生产目的C2=C3=C4=

研究反应规律，选择合适原料，采用适当的炉型和工艺过程以

达到高产优质。

烃类热裂解制乙烯的工艺主要包含烃的热裂解、裂解气的净

化和分离等过程。

环烷烃环烯烃

中等分子叠合烯烃二烯烃

烯烃

较大分子

烷烃乙烯丙烯芳烃稠环烃焦

中小分子

烷烃甲烷乙炔炭

烃类裂解过程中一些主要物质变化示意图

一次反应：原料烃经热裂解生成乙烯和丙烯等低碳烯烃的反应；

二次反应：一次反应的产物乙烯、丙烯等低级烯烃进一步发生

反应生成多种产物，直至结焦、生炭。

a．脱氢反应

R-CH2-CH3R-CHCH2H2

或

CnH2n2CnH2nH2

b．断链反应

R-CH2-CH2-RR-CHCH2RH

或CmnH2(mn)2CmH2mCnH2n2

表2-1各种键能比较

表2-2正构烷烃一次反应的ΔGθ和ΔHθ(1000K)

热力学规律：

☆反应ΔH0，均为强吸热反应，由于C-H键能

大于C-C键能，故ΔH脱氢﹥ΔH断链；

☆断链反应的ΔGθ0为不可逆反应，转化率受动

力学限制；脱氢反应的ΔGθ≤0或ΔGθ≥0，为

可逆反应，其转化率受热力学限制；

☆分子两端ΔGC-C﹤分子中间ΔGC-C，即断链反应

优先发生在分子两端，断链所得的分子中较小的

是烷烃，较大的是烯烃。但随分子量的增加，中

间断链的趋势增加，两端断链的优势减弱，最有

利生成乙烯和丙烯；

☆乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成

乙烯及氢气；

☆原料或产物中的CH4在裂解条件下保持稳定。

异构烷烃结构较复杂，裂解过程具有以下特点：

☆异构烷烃所得乙烯、丙烯的收率较正构烷烃低,而

H2、CH4、C4和C4以上的烯烃收率则较高；

☆随分子量的增加，异构烷烃与正构烷烃所得乙烯、

丙烯收率的差异减小。

C2H4+C4H8

C2H4+C4H6+H2

C4H6+C2H6

环己烷

3/2C4H6+3/2H2

+3H2

2C3H6

CHCHCHCHCH

1021222+C6H12

C10H21C5H11

+C5H10

RR1R1R1

反应规律：

☆烷基侧链较烃环易于裂解，故长链环烷烃较

无侧链环烷烃裂解时乙烯产率高,裂解反应

从侧链中部开始，离环近的碳链不易断裂;

☆环烷烃脱氢生成芳烃的反应优先于开环生成

烯烃的反应；

☆五元环烷烃较六元环烷烃难裂解；

☆环烷烃较烷烃更易于结焦。

裂解产物组成：

苯丙烯、丁二烯乙烯、丁烯己二烯

ArH+CnH2n

Ar-CnH2n+1

Ar-CfH2f+1+CmH2m

Ar-CnH2n+1