-H+C,H,>C,H-H+·H→H,.C,H, +.C,H,→C,H.3.1.3裂解原料性质及评价1、族组成一PONA值P一链烷烃,Paraffin;O一烯烃,Olefin;N环烷烃,Naphtene;A一芳香烃,Aromatics裂解原料油中各种烃,按其结构可以分为四大族,即链烷烃族(P)、烯烃族(O)、环烷烃族(N)、芳香族(A)。根据PONA值可以定性评价液体燃料的裂解性能也可以根据族组成通过简化的反应动力学模型对裂解反应进行定量描述,因此PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。因此,原料的PONA值常常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据。在管式裂解炉的裂解条件下,原料愈轻,乙烯收率愈高。随着烃分子量增大,N十A含量增加,乙烯收率下降,液态裂解产物收率逐渐增加。P越大越好。2、氢含量氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量分数の(H2)表示,也可以用裂解原料中C与H的质量比(称为碳氢比)表示。H×100%氢含量:0(H)=112C+H_12C碳氢比:%=3、特性因数K特性因数K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数,可表示如下:
2 5 2 5 4 1 0 2 2 6 5 2 5 C H C H C H H H H H C H C H k + → + → + ⎯→ 3.1.3 裂解原料性质及评价 1、族组成— PONA值 P —链烷烃,Paraffin; O —烯烃,Olefin; N —环烷烃,Naphtene; A —芳香烃,Aromatics 裂解原料油中各种烃,按其结构可以分为四大族,即链烷烃族(P)、烯烃族(O)、 环烷烃族(N)、芳香族(A)。根据 PONA 值可以定性评价液体燃料的裂解性能, 也可以根据族组成通过简化的反应动力学模型对裂解反应进行定量描述,因此 PONA 值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。因此,原料的 PONA 值常常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据。在管式裂解炉的裂解 条件下,原料愈轻,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。P 越大越好。 2、氢含量 氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量分数ω(H2)表示,也可以用裂解原料 中 C 与 H 的质量比(称为碳氢比)表示。 氢含量 : 100% 12 ( ) 2 + = C H H H 碳氢比 : H C H C 12 = 3、特性因数K 特性因数K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数,可表示如下:
1K = 1.216(Tg)39;T3)3TB =(2di5s6其中,TB:立方平均沸点,Kd5.6:相对密度(5.6C)(pi:i组分的体积分数Ti:i组分的沸点,K4、关联指数(BMCl,U.S.BureauofMinesCorrelationlndex)BMCI = 486402+473d-456.8T,规定:正已烷的BMCI为0,苯的为100。结论:油品的BMCI越大,其含芳烃量越高。3.1.4裂解反应的化学热力学和动力学3.1.4.1裂解反应的热效应9.=Z(AH,)产物-Z(AH,)醇科用经验公式计算裂解反应的热效应。(1)烃的氢含量估算生成热当裂解原料主要由饱和烷烃、芳烃、环烷烃组成时:H(1100K)=2.3262[1400-150@(H,)],KJ/Kg(2)用分子量估算生成热当裂解产物主要为烯烃、双烯烃和芳烃时H,(1100K)=2.3262[2500.25-228.59@,(H,)],KJ/KgA'MA+MAH(298K)=23262×10M(+D+B+CMB'+C'+M3.1.4.2裂解反应系统的化学平衡组成下面以乙烷为例说明裂解主要反应的化学平衡:
4、关联指数(BMCI,U.S. Bureau of Mines Correlation Index) 473 456.8 48640 1 5.6 = + d1 5.6 − T BMCI V 规定:正己烷的 BMCI 为 0,苯的为 100。 结论: 油品的 BMCI 越大,其含芳烃量越高。 3.1.4 裂解反应的化学热力学和动力学 3.1.4.1 裂解反应的热效应 = 产物 − 原料 ( ) ( ) Qp t Hf Hf 用经验公式计算裂解反应的热效应。 (1) 烃的氢含量估算生成热 HF (1100K) = 2.3262[1400−150F (H2 )],KJ / Kg 当裂解原料主要由饱和烷烃、芳烃、环烷烃组成时: (2)用分子量估算生成热 HP (1100K) = 2.3262[2500.25 − 228.59P (H2 )],KJ / Kg 当裂解产物主要为烯烃、双烯烃和芳烃时 (298 ) 23262 10 ( ) 4 B C M A M D B CM A M H K M + + + + + + = − 3.1.4.2 裂解反应系统的化学平衡组成 下面以乙烷为例说明裂解主要反应的化学平衡: 15.6 15.6 3 1 1.216( ) d T K B = 3 3 1 1 ( ) i n i TB iT = = 其中,TB:立方平均沸点,K i:i组分的体积分数 Ti: i组分的沸点,K d15 15 . . 6 6 :相对密度(15.6C)