石油化工工艺学 (18).pdf

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1、2.1.1 烃类热裂解反应规律P1 下面，我们将进入烃类热裂解的学习，本节将介绍烃类热裂解的反应规律。P2 烃类热裂解是将石油系烃类原料、低分子烷烃经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。P3 我们首先来看烷烃的裂解反应。对于正构烷烃，其裂解反应主要有脱氢反应和断链反应，对于碳五以上的正构烷烃还可能发生环化脱氢反应。P4 正构烷烃的裂解规律如下：相同原子数的烷烃断链比脱氢容易；碳链越长裂解反应越易进行；是强吸热反应，断链是不可逆过程，脱氢是可逆过程；在分子两端断链的优势大，较小的是烷烃，较大的烯烃；碳链增长，中央断链

2、可能性增大；乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应生成乙烯，甲烷在一般裂解温度下不发生变化。P5 正构烷烃裂解的主要产物是氢、甲烷、乙烯、丙烯，它是生产乙烯、丙烯的理想原料。P6 异构烷烃的裂解规律如下：C-C 键和 C-H 键健能比正构烷烃低，容易裂解或脱氢；脱氢能力与分子结构有关，容易顺序为叔氢仲氢伯氢；异构烷烃裂解所得乙烯和丙烯的收率远较正构烷烃低，氢、甲烷、C4 及 C4 以上烯烃收率较高；随着碳原子数的增加，异构烷烃与正构烷烃裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小。异构烷烃裂解所得主要产物为氢、甲烷、乙烯、丙烯、C4 烯烃。P7 下面我们来看烯烃的裂解反应，主要有断链反应、脱氢反应、歧化反应、

3、P8 双烯合成反应和芳构化反应。P9 烯烃裂解的主要产物有乙烯、丙烯、丁二烯、环烯烃和氢气。烯烃主要是在反应中生成的，小分子烯烃的裂解是不希望发生的，需要控制。P10 再来看环烷烃的裂解反应，主要包括断链开环反应、脱氢反应、侧链断裂反应和开环脱氢反应。P11 环烷烃的裂解规律如下：侧链烷基断裂比开环容易；长侧链断裂一般从中部开始，离环近的碳键不易断裂；带侧链比不带侧链环烷烃裂解烯烃收率高；脱氢生成芳烃的反应优于开环生成烯烃的反应；五环比六环烷烃难裂解；比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦。P12 环烷烃裂解的主要产物有两种情况，单环烷烃主要生成乙烯、丁二烯和单环芳烃，多环烷烃主要生成 C4 以上烯

4、烃和单环芳烃。P13 芳烃的裂解反应主要有烷基芳烃的侧链脱烷基反应或断键反应、环烷基芳烃的脱氢和异构脱氢反应P14 以及芳烃的缩合反应，其反应产物主要是多环芳烃和焦，因此不宜做裂解原料。P15 最后我们来总结一下各族烃的裂解反应规律。正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。分子量愈小烯烃的总产率愈高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃，但随着分子量的增大，这种差别减小。大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯，烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃。环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应。相对于正构烷烃来说，含环烷烃较多的原料丁二烯、芳烃的收率较高，而乙烯的收率较低。P16 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断碳键和脱氢反应，而芳环保持不裂开，可脱氢缩合为多环芳烃，从而有结焦的倾向。各族烃的裂解难易程度，有下列顺序：正构烷烃异构烷烃环烷烃芳烃。随着分子中碳原子数的增多，各族烃分子结构上的差别反映到裂解速度上的差异就逐渐减弱。好，本节内容到此结束，谢谢大家。