《典型化工工艺》专题二 管式炉裂解产乙烯（1）（举一反三考点练）-讲义

山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练

专题二 管式炉裂解产乙烯-（1）讲义

 

1.了解产乙烯的工艺流程。

2.掌握产乙烯的工艺条件。

知识点一  工艺流程

管式炉裂解产乙烯的流程描述：

1.原料预热与混合：裂解原料经预热后，与过热蒸汽（或称稀释蒸汽）按一定比例混合。

2.对流段加热：混合后的原料进入管式炉的对流段，被加热到500～600℃。

3.辐射段裂解：原料进入辐射室，在辐射炉管中加热至780～900℃，发生裂解反应，生成含有乙烯、丙烯等的裂解气。

4.急冷：为防止高温裂解产物发生二次反应，裂解产物迅速进入急冷锅炉，温度降至350～600℃，同时回收热量产生高压蒸汽。

5.进一步冷却与分馏：裂解产物在急冷器与急冷油接触，温度降至200～220℃左右，再进入精馏系统，分离出裂解焦油、裂解柴油、裂解汽油及裂解气等产物。

6.气体分离：裂解气经压缩机加压后进入气体分离装置，进一步分离得到乙烯等产品。

(多项选择题)关于管式炉裂解生产乙烯的工艺流程，以下说法正确的是（ ）

A. 裂解原料需先预热，并与过热蒸汽（稀释蒸汽）混合，以降低烃分压，减少结焦风险。

B. 混合后的原料在对流段被加热至500～600℃，随后进入辐射段进行高温裂解。

C. 裂解反应在辐射段炉管中进行，温度通常控制在780～900℃，停留时间较长（>1秒）以提高乙烯收率。

D. 裂解气离开辐射段后需立即急冷（如使用急冷锅炉），以防止二次反应导致烯烃损失。

【答案】 A、B、D

【解析】A 正确，蒸汽稀释可降低烃分压，抑制结焦。B 正确，对流段预热至500～600℃是裂解前的关键步骤。C 错误，裂解停留时间极短（0.1～0.5秒），以抑制副反应，实际需短停留时间以最大化乙烯收率。

D 正确，急冷锅炉（TLE）快速降温终止反应。

 

1. 在管式炉裂解过程中，裂解反应的停留时间对乙烯选择性的影响，以下描述正确的是（  ）

A. 停留时间越短，乙烯选择性越高，但转化率降低

B. 停留时间越长，乙烯选择性越高，但转化率降低

C. 停留时间越短，乙烯选择性降低，但转化率提高

D. 停留时间越长，乙烯选择性降低，但转化率提高

【答案】A

【解析】停留时间越短，裂解反应越不完全，乙烯的选择性会更高，但转化率会降低。停留时间过长会导致过度裂解，生成更多的甲烷和氢气，乙烯选择性降低。

2. 在管式炉裂解过程中，裂解炉的辐射段炉管内表面涂层的主要作用是（  ）

A. 提高热传导效率 B. 防止炉管腐蚀

C. 增加辐射效率 D. 降低反应活化能

【答案】C

【解析】辐射段炉管内表面涂层的主要作用是增加辐射效率，使热量更均匀地传递给反应原料，从而提高裂解效率和乙烯的选择性。涂层还可以在一定程度上防止炉管腐蚀，但主要作用是提高辐射效率。

3. 在管式炉裂解过程中，裂解气在急冷塔中冷却时，加入急冷油的主要作用是（  ）

A. 进一步降低裂解气的温度 B. 洗涤裂解气中的杂质

C. 分离出裂解焦油等重质产物 D. 回收裂解气中的热量

【答案】C

【解析】急冷油的主要作用是分离出裂解焦油等重质产物。通过急冷油与裂解气的接触，重质产物（如焦油）会溶解在急冷油中，从而被分离出来，避免这些物质在后续设备中沉积，影响设备的正常运行。同时，急冷油也可以进一步降低裂解气的温度。

1. 在管式炉裂解过程中，以下哪种因素对乙烯产率的影响最小（  ）

A. 裂解温度 B. 原料组成

C. 裂解炉的材质 D. 裂解压力

【答案】C

【解析】裂解炉的材质主要影响炉管的耐高温和耐腐蚀性能，对乙烯产率的直接影响较小。而裂解温度、原料组成和裂解压力都是直接影响乙烯产率的关键因素。

2. 在管式炉裂解过程中，急冷塔中急冷油的温度通常控制在（  ）

A. 100℃～150℃ B. 150℃～200℃

C. 200℃～250℃ D. 250℃～300℃

【答案】B

【解析】急冷油的温度通常控制在150℃～200℃，这个温度范围既能有效冷却裂解气，又能防止急冷油过冷导致的粘度增加和分离效果变差。

3. 在管式炉裂解过程中，以下哪种原料的乙烯产率最高（  ）

A. 乙烷 B. 丙烷

C. 丁烷 D. 石脑油

【答案】A

【解析】乙烷的乙烯产率最高，因为它在裂解过程中主要生成乙烯，副产物较少。丙烷、丁烷和石脑油的裂解产物分布更复杂，乙烯产率相对较低。

4. 在管式炉裂解过程中，裂解气在急冷塔中冷却后，通常会进入以下哪个设备进行进一步处理（  ）

A. 分离器 B. 压缩机

C. 换热器 D. 吸收塔

【答案】B