《典型化工工艺》专题三 管式炉裂解产乙烯（2）-讲义

山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练

专题三 管式炉裂解产乙烯-（2）讲义

 

1.了解产乙烯的工艺条件之裂解原料。

2.了解产乙烯的工艺条件之裂解温度和停留时间。

3.了解产乙烯的工艺条件之压力和稀释剂。

知识点一  裂解原料

在工业裂解原料中主要组成为正构烷烃、异构烷烃、环烷烃及芳烃，其化学稳定性为：

①烷烃的相对稳定性随分子量增加或碳链的增长而降低，稳定性顺序为CH₄>C₂H₈>C₂H……     

②对脱氢而言，其脱氢能力为叔氢>仲氢>伯氢；

③对相同碳原子数的碳氢化合物而言，其热稳定性顺序为：正构烷烃<异构烷烃<环烷烃<芳烃；

④ 对同一烃类而言，烷烃、环烷烃的断链较脱氢容易，而芳烃则因结构影响，脱氢较断链容易。

1. 族组成(简称PONA 值 )

PONA 值(各族烃的质量百分含量)。P-  烷族烃N- 环烷族烃  0-烯族烃 A一芳香族烃

愿料愈轻，乙烯收率愈高。随着烃分子量增大，N+A  含量增加，乙烯收率下降，液态裂解产物收率逐渐增加。 原料的 PONA 值常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据，我国轻柴油是较理想的裂解原料。

2.原料氢含量

相同碳原子数时，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，裂解深度可深些，产 物中乙烯收率也高。

氢含量P>N>A            乙烯收率P>N>A        液体产物收率P<N<A,       容易结焦倾向P<N<A。

（多项选择题）关于工业裂解原料的化学性质与裂解性能，以下说法正确的是（ ）

A. 正构烷烃的热稳定性高于异构烷烃和芳烃。

B. 叔氢原子比仲氢、伯氢更容易发生脱氢反应。

C. 原料中P（烷烃）含量越高，乙烯收率通常越高，但液态产物收率越低。

D. 芳烃因氢含量低，裂解时易发生断链反应，导致结焦倾向显著。

【答案】B、C

【解析】A错误：热稳定性顺序应为正构烷烃 < 异构烷烃 < 芳烃。

B正确：脱氢能力为叔氢 > 仲氢 > 伯氢。

C正确：P（烷烃）氢含量高，乙烯收率高；液态产物与N+A含量正相关。

D错误：芳烃易脱氢而非断链，脱氢是结焦的主因。

1.关于不同烃类的热稳定性，下列说法正确的是（ ）

A. 相同碳数的正构烷烃比环烷烃更稳定。

B. 芳烃由于具有共轭结构，热稳定性最高。

C. 叔氢比伯氢更容易断裂，因此带支链的烷烃更稳定。

D. 甲烷（CH₄）是烷烃中最不稳定的。

【答案】B

【解析】A错误：环烷烃比正构烷烃更稳定。

B正确：芳烃的共轭结构使其热稳定性最高。

C错误：叔氢易脱氢，但带支链的烷烃（异构烷烃）比正构烷烃稳定。

D错误：甲烷是最稳定的烷烃。

 

2.某裂解原料的PONA分析显示：P=60%，N=25%，A=15%。以下推断错误的是（ ）

A. 该原料乙烯收率较高，适合生产烯烃。

B. 裂解后液态产物（如燃油）收率较低。

C. 芳烃（A）含量较高，结焦倾向显著。

D. 原料含氢量较高，可进行较深度的裂解。

【答案】C

【解析】A正确：P（烷烃）含量高，乙烯收率高。

B正确：液态产物主要来自N+A，该原料N+A=40%，不算高。

C错误：芳烃仅占15%，结焦倾向不显著（需>20%才有明显影响）。

D正确：P含量高意味着氢含量高，可深度裂解。

3裂解过程中，不同烃类的断链与脱氢倾向不同，以下描述正确的是（ ）

A. 正己烷（C₆H₁₄）主要发生脱氢反应，生成苯（C₆H₆）。

B. 环己烷（C₆H₁₂）比正己烷更容易发生断链反应。

C. 苯（C₆H₆）因结构稳定，裂解时优先发生断链而非脱氢。

D. 异构烷烃（如2-甲基戊烷）比正构烷烃更易发生断链反应。

【答案】B

【解析】A错误：正己烷以断链为主（生成小分子烯烃），脱氢生成苯需苛刻条件。

B正确：环烷烃断链比脱氢容易（开环生成烯烃）。

C错误：苯的脱氢比断链容易（芳环难以断裂，易缩合结焦）。

D错误：异构烷烃断链比正构烷烃难（支链保护C-C键）。

1.下列哪种原料在裂解时乙烯收率最高？（ ）

A. 轻柴油（P=65%，N=20%，A=15%）

B. 石脑油（P=50%，N=30%，A=20%）

C. 重油（P=30%，N=40%，A=30%）

D. 液化石油气（LPG，主要成分为C₃~C₄烷烃）

【答案】D

【解析】乙烯收率与原料中烷烃（P）含量和轻质程度正相关。LPG为轻质烷烃，几乎不含环烷烃和芳烃，乙烯收率最高。

2.以下哪种烃类在裂解过程中最容易导致结焦？（ ）