石腦油裂解

石腦油（naphtha）是石油產品之一，又叫化工輕油，是以原油或其他原料加工生產的用於化工原料的輕質油，主要用作催化重整和裂解等化工工藝的原料。

裂解是指只通過熱能將一種樣品（主要指高分子化合物）轉變成另外幾種物質（主要指低分子化合物）的化學過程。裂解也可稱謂熱裂解或熱解。

石腦油裂解是以石腦油為原料，在隔絕空氣和高溫條件下，使石腦油中各族烴分子分解的過程，屬於化學變化。

基本介紹

• 中文名：石腦油裂解
• 外文名：Naphtha Cracking
• 裂解產物：乙烯、丙烯、丁二烯
• 裂解工藝：蒸汽裂解、催化裂解
• 分離流程：預分餾、氣體淨化、精餾分離
• 工藝特點：高溫

簡介

石腦油裂解產物主要有乙烯、丙烯、丁二烯，除此之外還有相當量的聯產品，比如裂解汽油（其中含大量的～芳烴）、裂解柴油、甲烷氫和裂解燃料油。因此，石腦油裂解主要用於制乙烯、丙烯、丁二烯及～芳烴。

裂解產物

乙烯

在世界範圍內，最主要的乙烯裂解原料是乙烷和石腦油，目前全球乙烯能力中以石腦油為裂解原料的占54%。在我國，乙烯原料以石腦油、柴油和加氫尾油為主，近年來石腦油在乙烯原料中所占的比例上升的較快，目前已經占到60%左右。

丙烯

獲得丙烯的主要途徑是傳統的石腦油蒸汽裂解工藝聯產丙烯和催化裂化工藝增產丙烯，其中蒸汽裂解大概占全部產能的60%以上，催化裂化占34%。

丁二烯

國內外丁二烯的來源主要有兩種，一種是從乙烯裂解裝置副產的混合餾分中抽提得到，另一種是從煉油廠餾分脫氫得到。20世紀60年代之後，以石腦油為原料裂解制乙烯的技術迅速發展，在裂解製得乙烯和丙烯的同時可分離得到副產餾分，為抽提丁二烯提供價格低廉的原料，經濟上占優勢，因而成為目前世界上丁二烯的主要來源。

裂解工藝

石腦油蒸汽裂解工藝

蒸汽裂解是目前生產乙烯和丙烯最重要的工藝，主要採用高溫裂解的手段，按自由基機理進行反應，其主要產物為乙烯，副產少量丙烯。目前絕大多數蒸汽裂解採用管式裂解爐。蒸汽裂解的原料多種多樣，美國多以乙烷為原料，而亞洲多以石腦油為原料。原料不同導致產物分布不同，一般來說，原料的丙烯產率隨著原料相對分子量的增大而增大。蒸汽裂解反應條件苛刻，溫度760~870℃，反應器出口溫度一般在800℃左右，停留時間一般為0.3s左右。當裂解深度降低時，裂解裝置以丙烷和丁烷為原料可生產較多的丙烯，採用環烷基石腦油和柴油也可多產丙烯。和煉油裝置一樣，蒸汽裂解裝置也正在向大型化，低成本化方向發展。

石腦油催化裂解工藝

在原有裂解基礎上，採用催化裂解工藝，通過開發新型的催化劑，降低裂解的反應溫度，提高了烯烴的轉化率和選擇性，從根本上降低了能耗和生產成本。配合使用不同的催化劑，可以有選擇性地提高裂解產物中特定物質的產量。目前多數的催化裂解工藝是為了提高裂解產物中丙烷的含量，以滿足近年來市場對丙烷需求的上升。

其他石腦油生產低碳烯烴工藝

主要有Propylur工藝和MOI工藝。Propylur工藝是由Lurgi公司開發的低溫固定床催化裂化工藝，該工藝與石腦油蒸汽裂解相結合時，可將蒸汽裂解裝置中約60%的、餾分直接轉化為丙烯。典型的產品分布是丙烯42%、乙烯13%、丁烯31%，如果將丁烯進行回煉，可使丙烯的產率分別提高到60%。

MOI工藝是由Mobil公司開發的，該工藝能夠將蒸汽裂解產物C4或輕石腦油轉化成乙烯和丙烯，丙烯收率可達55%，乙烯收率達29%。該工藝採用密相流化床和連續再生操作，操作條件與常規FCC裝置類似，具有可長期運轉且原料不需要預處理的優點。乙烯、丙烯收率高的關鍵是使用了以ZSM-5分子篩為活性組分的催化劑，它能促使～的烯烴齊聚、裂化或歧化轉化為乙烯和丙烯。

裂解氣分離

裂解氣預分餾

裂解爐出口的高溫裂解氣經廢熱鍋爐冷卻，再經急冷器進一步冷卻後，裂解氣的溫度可以降到200~300℃之間。將急冷後的裂解氣進一步冷卻至常溫，並在冷卻過程中分餾出裂解氣的重組分，這個環節稱為裂解氣的預分餾。

裂解氣淨化

經預分餾的裂解氣是含氫和各種烴的混合物，其中尚含有一定水分、酸性氣、一氧化碳等雜質。為了得到合格的分餾產品，在精餾分離的過程中採用吸收、吸附或化學反應的方法脫除裂解氣中水分、酸性氣、一氧化碳炔烴等雜質。

精餾分離

可利用各組分沸點的不同，在加壓低溫的條件下經過多次精餾分離，依次分離並得到純度較高的甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁二烯等物質。

由不同的精餾分離方案和淨化可以組成不同的裂解氣分離流程，主要差別在於精餾分離烴類的順序和脫炔烴的安排。