第三章 烃类热裂解Hydrocarbon Pyrolysis 第三节第三节 裂解裂解原料与工艺参数原料与工艺参数一、裂解原料一、裂解原料分为两大类： 气态烃（天然气、油田伴生气、炼厂气） 液态烃（轻油、柴油、原油、重油等）二、特性参数二、特性参数1、族组成族组成PONA值值适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油烷烃烷烃P (paraffin)烯烃烯烃O (olefin)环烷烃环烷烃N (naphthene)芳烃芳烃A (aromatics)PONA值即各族烃的质量百分含量用分析方法很值即各族烃的质量百分含量用分析方法很容易测得，可用来判断原料是否适宜作裂解原料。容易测得，可用来判断原料是否适宜作裂解原料。 烷烷烃烃含含量量越越大大，芳芳烃烃越越少少，则则乙乙烯烯产产率率越高。越高。对对于于科科威威特特石石脑脑油油，其其烷烷烃烃、环环烷烷烃烃及及芳芳烃烃典典型型含含量量()分分别别为为72.3、16.7、11，大庆石脑油则为，大庆石脑油则为53、43、4。PONA不同的原料裂解产物的收率我国常压轻柴油馏分族组成烷烃高，芳烃低2、 氢含量氢含量原料含氢量是指原料中氢质量的百分含量。可判断原料可能达到的裂解深度，及C4及C4以下轻烃的收率。用元素分析法测得，是用于各种原料，用以关联烃原料的乙烯潜在产率。氢含量高则乙烯产率越高。烷烃氢含量最高,芳烃则较低。乙烷的氢含量20,丙烷18.2，石脑油为14.515.5，轻柴油为13.514.5。原料氢含量与乙烯收率的关系各种烃和焦的含氢量比较 相同碳原于数时，烷烃含氢量最高，环烷烃含氢量次之，芳烃含氢量最低。含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙烯收率也高。高低PONA值与含氢量以及裂解产物分布的关系可概括为： 含氢量 PNA 乙烯收率 PNA 液体产物收率 PNA 容易结焦倾向 PNA3、 特性因数特性因数 反反映映裂裂解解原原料料芳芳香香性性的的强强弱弱。表表征征石石脑脑油油和和轻轻柴柴油油等等轻轻质质油油化化学学组组成成特特性性的的一一种种因因数，用数，用K表示。表示。主主要要用用于于液液体体燃燃料料，K值值可以通过下式算出：可以通过下式算出：其中，其中，TB：立方平均沸点，立方平均沸点，K i：i组分的体积分数组分的体积分数Ti： i组分的沸点，组分的沸点，KK值反映了烃的氢饱和程度烃的氢饱和程度K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低。值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低。原料烃的原料烃的K值越大则乙烯产率越高值越大则乙烯产率越高。乙烯和。乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大值的增大而增加而增加4、芳烃指数芳烃指数p即美国矿务局关联指数（即美国矿务局关联指数（Bureau of Mines Correlation Index）,简称简称BMCI。 用以表征用以表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。TV体积平均沸点，K。d 相对密度。n正正构构烷烷烃烃的的 BMCI值值最最小小（正正己己烷烷为为0.2），芳芳烃烃则则相相反反（苯苯为为99.8），因因此此烃烃原原料料的的BMCI值值越越小小则则乙乙烯烯潜潜在在产产率率越越高高。中中东东轻轻柴柴油油的的BMCI典典型型值值为为25左左右右，中中国国大大庆庆轻轻柴柴油油约约为为20。n烃烃类类化化合合物物的的芳芳香香性性愈愈强强，则则BMCI值值愈愈大大，不不仅仅乙乙烯烯收收率率低低，结焦的倾向性愈大。结焦的倾向性愈大。正构链烷烃正构链烷烃正构链烷烃正构链烷烃 带支链烷烃带支链烷烃带支链烷烃带支链烷烃 烷基单环烷烃烷基单环烷烃烷基单环烷烃烷基单环烷烃 无烷基单环烷烃无烷基单环烷烃无烷基单环烷烃无烷基单环烷烃 双环烷烃双环烷烃双环烷烃双环烷烃 烷基单环芳烃烷基单环芳烃烷基单环芳烃烷基单环芳烃 无烷基单环芳烃无烷基单环芳烃无烷基单环芳烃无烷基单环芳烃 双环芳烃双环芳烃双环芳烃双环芳烃 三环芳烃三环芳烃三环芳烃三环芳烃 2.3 深度裂解区深度裂解区 一次反应已停止一次反应已停止 乙烯峰值在乙烯峰值在 3.56.5裂解深度的衡量参数裂解深度的衡量参数原料转化率原料转化率甲烷收率甲烷收率乙烯对丙烯的收率比乙烯对丙烯的收率比甲烷对乙烯或丙烯的收率比甲烷对乙烯或丙烯的收率比液体产物的含氢量液体产物的含氢量裂解炉出口温度裂解炉出口温度裂解深度函数裂解深度函数动力学裂解深度函数动力学裂解深度函数