工業上采用的乙烯生產方法有石油烴裂解、乙醇催化脫水、焦爐煤氣分離等。由于石油和天然氣資源豐富,大規模生產乙烯成本低、質量好。因此,大量乙烯主要用石油裂解法生產。乙醇催化脫水法只限于為精細化學品提供數量不大的乙烯的場合。
(1)乙烯的原料來源 采用裂解法生產乙烯的原料,主要來源于原油直接蒸餾產物、餾分油二次加工,以及天然氣和油田氣等。以原油直接蒸餾得到的乙烯原料,主要是直餾石腦油(輕油)、直餾輕柴油、直餾減壓柴油;還有烯烴生產、芳烴生產的副產乙烷、丙烷、丁烷、芳烴抽余油等,以及油田輕烴和天然氣凝析液(NGL)等。究竟采用那種原料經濟合理,主要取決于各國的資源條件和煉油工業的發展特點,一般則以乙烷、丙烷和石腦油為原料生產乙烯的收率較高。
(2)石油烴高溫裂解 由石油烴裂解制乙烯,是在隔絕空氣和高溫條件下,使裂解原料中的大分子烴類發生分解反應而生成小分子烴的過程。總的裂解過程是一個十分復雜的過程,除了脫氫、斷鏈、二烯烴合成、開環分解,以及烷基芳烴脫烷基或脫氫反應外,還有加氫、芳構化、異構化和聚合等反應最終得到乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴以及其他產品,如氫氣、甲烷等。所采用的裂解方法,則主要采用管式爐水蒸氣裂解法,蓄熱爐法則采用很少。管式爐裂解工藝過程為:將原料與30%左右的稀釋蒸汽混合,在一定壓力下進入裂解爐的對流段,被預熱到580~600℃后,進入輻射段,達820~840℃,停留0.5s左右;然后進入廢熱鍋爐,通過急冷使裂解氣迅速冷卻下來,以抑制二次反應,同時回收熱量。所得裂解氣進入壓縮分離系統進行分離,而得乙烯、丙烯等烯烴主產品。
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