1、第一章 乙烯的生产122 原料的特性参数l影响裂解因素有：裂解条件、裂解炉型、原料特性。l原料特性起重要作用。l表征原料特性的参数：族组成（PONA）、氢含量、平均分子量、相对密度、馏程、特性因数、关联指数（BMCI）、残炭、沥青质、溴价、化学杂质等。l(1)族组成（族组成（PONA）l四大族：烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃。l烷烃P：较易裂解生成乙烯、丙烯。l烯烃O：裂解性能不如烷烃，可能发生断链、脱氢、岐化、二烯合成、芳构化等反应，焦炭生成较多。l环烷烃N：裂解生乙烯、丙烯。l芳烃A：裂解较难，易生成重质芳烃和焦炭。表1-3 石脑油馏分的典型族组成（%重）原油名称石脑油沸程()烷烃(P)环烷烃(
2、N)芳烃(A)正异大 庆601453815434初20057394胜 利6014517.532.54286018049429任 丘初14556422大 港初14518.522.5471.260180384616克拉玛依初20058339科威特4020070219伊 朗4520070219表1-4 我国常压轻柴油馏分典型的族组成族组成(%重)轻 柴 油 馏 分 沸 程（）大庆145350胜利145350任丘145360陕甘一号轻柴油大港145350雁翎145350P 烷烃 正构 异构62.64121.653.22330.265.43035.460.22931.244.475.73738.7N 环
3、烷烃 一环 二环 三环及三环以上24.216.4 5.6 2.228.019.0 7.0 1.423.817.4 5.4 1.026.715.8 9.4 1.534.420.610.4 3.418.615.1 3.0 0.5A 芳烃 一环 二环 三环13.2 7.0 5.2 0.918.813.5 5.0 0.310.8 7.2 3.4 0.213.1 8.6 4.3 0.221.213.2 7.3 0.7 5.7 4.0 1.6 0.1(2)氢含量和碳氢比v氢含量：HP=100H/（12C+H）（1-1）v碳氢比：C/H=12C/H （1-2）v石油烃裂解性能规律：v氢 含 量：PNAv乙烯
4、产率：PNAv液体产品产率：PNAv结焦性：PNNA 表16 各种烃类的特性因数（Ki）烷烃Ki 烷烃Ki 环烷烃Ki 芳烃Ki 甲烷19.543-乙基戊烷12.40环戊烷11.12苯9.73乙烷18.38正辛烷12.68甲基环戊烷11.33甲苯10.15丙烷14.71正壬烷12.67乙基环戊烷11.40乙苯10.37正丁烷13.51正癸烷12.681,1-二甲基环戊烷11.41邻二甲苯10.28异丁烷13.82正十一烷12.70正丙基环戊烷11.53间二甲苯10.43正戊烷13.04正十二烷12.74异丙基环戊烷1148对二甲苯10.462,2-二甲基丙烷13.06正十三烷12.77环己烷1
5、0.99正丙基苯10.62正己烷13.39正十四烷12.81甲基环己烷11.36异丙基苯10.572-甲基戊烷12.82正十五烷12.80乙基环己烷11.37正丁基苯10.843-甲基戊烷12.83正十六烷12.901,1-二甲基环己烷11.35异丁基苯10.842,2-二甲基丁烷12.65正十七烷12.952,3-二甲基丁烷12.64正十八烷12.98正庚烷12.72正十九烷13.032-甲基己烷12.71正二十烷13.073-甲基己烷12.58(4)关联指数（BMCI）lBMCI是表明芳烃含量的指数，BMCI值大表示油品的芳烃含量高，所以也称芳烃指数。l关联指数：表示烃类及石油馏分芳香性能
6、大小的一种指数。8.4567.4736.156.1527348640体tBMCI(1-7)表17为各种烃类的关联指数BMCI值。原料BMCI值与裂解性能的关系如图1-4所示。BMCI值比PONA值易得到。表1-7 各种烃类的关联指数BMCI值烃类分子式沸点()BMCI烃类分子式沸点()BMCI直链烷烃正戊烷C5H1236.10.631-0.6双环烷烃萘烷C10H18195.20.89872.3正己烷C6H1469.30.6650.2正辛烷C8H181260.7070.2正十五烷C15H322700.773-1.2支链烷烃间戊烷C5H1224.80.6250.6单环芳烃苯C6H680.30.88
7、499.82-甲基庚烷C8H1860.60.6580.7甲苯C7H8110.60.87282.92-甲基壬烷C10H22167.80.731-0.3乙苯C8H10135.90.87274.92,3,3-三甲基戊烷C8H181100.72011.3对二甲苯C8H10138.60.86671.42,3,4,5-四甲基己烷C10H22155.80.75413.4正丁苯C10H14183.10.86559.3单环烷烃环戊烷C5H1049.60.75049.4多环芳烃茚满C9H10178.10.969109.8甲基环戊烷C6H1271.60.75441.4萘满C10H12207.30.975106.1乙
8、基环戊烷C7H141030.77137.5萘C10H8218.21.032131.0环己烷C6H1280.90.78351.7菲C14H10340.21.119151.5甲基环己烷C7H14101.20.77439.81-甲基蒽C15H12200.11.102168.0乙基环己烷C8H16131.40.79138.56.156.15d6.156.15d图1-4 乙烯最大收率与原料BMCI值的关系 表征裂解原料的参数 参数名称参数含义参数确定适用原料生产乙烯对参数要求PONA 本质上反映原料化学组成特性分析测定石脑油P含量高H ,C/H反映原料潜在乙烯含量分析测定各种原料 A含量少K反映原料烃组
9、成特性由相对密度及平均沸点来关联液体原料H大BMCI反映原料烃组成特性由相对密度及平均沸点来关联液体原料C/H小1.2.3 原料的选择v(1).原料对裂解收率和消耗的影响原料对裂解收率和消耗的影响v不同的原料和裂解条件，裂解产物收率也不同。v乙烷裂解的乙烯收率达80%，副产品少，原料消耗少。柴油裂解的乙烯收率为25%左右，联产品、副产品70%以上，原料消耗为乙烷裂解的3倍多，动力消耗也大。v表1-8为各种原料裂解产品的典型收率和乙烯生产指标。P28v联产品、副产品随原料由轻变重而增多，综合利用十分重要。表1-8 各种原料裂解产品的典型收率和乙烯生产指标 指标原 料乙烷丙烷正丁烷石脑油轻柴油重柴
10、油过程条件裂解温度,850900800850800900750800750800700800水蒸汽添加量(%重)20252025202560100以下100以下单程转化率(%)607090908590产物产率,%重,(乙烷循环裂解)H2+CH415.3030.0020.6018.0311.9611.82C2H476.8942.0036.4031.4026.4024.40C3H62.8816.2020.5014.7714.2013.90C4H61.353.153.043.733.893.30C4H80.611.3912.654.144.654.36裂解汽油(C5 204)2.886.054.09
11、24.2019.5217.73燃料油(初馏点205)1.212.323.7319.3824.40表1-8 各种原料裂解产品的典型收率和乙烯生产指标(续)20111107-指标 n 原 料乙烷丙烷正丁烷石脑油轻柴油重柴油每生产1吨乙烯的指标原料耗量(吨)1.32.382.753.183.794.1联副产品(吨)其中:丙烯 丁二烯 *B.T.X0.29950.03740.01761.380.3860.0570.0951.750.5640.08350.122.600.470.1190.492.790.5380.1480.503.10.5700.139耗冷却水(米3)551.1560568.8577.
12、7604.4720.1耗电力(千瓦时)26.635.544.453.371.188.8耗高压蒸汽(吨)2.11.41.31.21.33耗燃料(百万千卡)4.65.55.95.96.577.8*B.T.X为苯、甲苯、二甲苯。(2)原料对工厂投资和生产成本的影响表1-9 用不同裂解原料生产乙烯的投资、成本和相对能耗 v注：计算基准：50万t/a乙烯工厂；1990年海湾价格。裂解原料乙烷丙烷丁烷轻石脑油全沸程石脑油轻柴油减压柴油投资,百万美元界区内279.6343.9349.1374.7407.2432.8448.7界区外133.9164.6167.1179.4199.4211.6219.4合计41
13、3.5508.5516.2554.1606.6644.4668.1相对投资74.691.893.2100109.5116.3120.6成本,美元/t原材料费122.0282.6323.3502.2517.0607.0586.7副产品-59.0-307.0-353.7-404.2-433.7-506.9-540.9公用工程29.036.638.544.144.752.462.3折旧82.6101.5103.1110.8121.1128.9133.5其它67.387.890.6102.4109.7115.7121.9合计241.9201.5201.8355.3358.8397.1363.3相对能耗
14、100144150153156172204(3)影响原料选择的因素v裂解原料选择主要有资源情况、原料性质、产品方案、运输条件、环境要求等。见表1-10和表1-11。原料199019952000(预计)乙烷313029液化石油气LPG1314 1617 1213石脑油484953其它784556原料美国西欧日本乙烷48.28.4液化石油气LPG25.510.91.4石脑油18.875.998.6柴油7.54.8表1-10 世界乙烯原料构成，%表1-11 世界乙烯主要生产国家和地区的原料构成（1989年），%乙烯原料选择v美国盛产天然气，气体原料为主要原料;v西欧天然气资源有限，石脑油为主要原料;
15、v日本资源贫乏，进口石脑油为主要原料;v前苏联,前期炼厂气为主要原料，70年代后以石脑油为主要原料，占60%。v中东和北非，油气资源丰富,气体原料为主;v我国,初期是炼厂气和原油闪蒸油，70年代以轻柴油和石脑油为主，80年代原料多样化。v世界范围而言，轻烃和石脑油等轻质原料为主，柴油等重质原料所占比例甚少。v乙烯生产原料应多样化。本节课主要内容l原料的特性参数 1.族组成（PONA）2.氢含量和碳氢比 3.特性因数 4.关联指数（BMCI）l原料的选择 1.原料对裂解收率和消耗的影响 2.原料对工厂投资和生产成本的影响 3.影响原料选择的因素 课外作业l1.复习所讲课本内容。l2.如何表征乙烯原料特性？l3.怎样选择乙烯原料？课内作业课内作业 班级名称班级名称:学号学号:姓名姓名:日期日期 .l1、画图1-3炼油厂流程示意图。
