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       什么是裂解？與裂化有何區(qū)別？怎樣裂解？裂解后怎么辦？這都是我們需要了解的。

       裂解和裂化一樣都是在高溫下，將含碳原子數(shù)較多，也就是分子量較高的烴，分裂成含碳原子數(shù)較少、分子量較低的烴的過程。裂化的主要目的是獲得更多和質(zhì)量更好的液態(tài)汽油，其中也有一些裂化氣體產(chǎn)生，反應(yīng)溫度較低，一般不超過500℃。裂解的目的是希望最大量地獲得氣體產(chǎn)物，當(dāng)然也有少量液體產(chǎn)生，反應(yīng)溫度一般在700～1000℃或更高，裂解氣中不飽和烴的含量比裂化氣中要高得多，所以裂解實(shí)際上就是將石油進(jìn)行深度裂化，來獲得以低級(jí)不飽和烴為主的石油化工原料的過程。

       裂解的方法有多種，目前工業(yè)生產(chǎn)上常用的主要有兩種，一是用管式爐方法裂解，二是用熱載體方法裂解。管式爐裂解是目前最簡單，采用最普遍的一種方法，其原理是，在爐里有一根直徑為100～110毫米的彎彎曲曲的耐高溫鋼管，管里通入作為原料油的液化石油氣（主要是乙烷和丙烷）和輕汽油，管外燒火加熱，當(dāng)熱到800～900℃時(shí)，管內(nèi)的原料油即發(fā)生裂解反應(yīng)，生成各種不飽和烴。管式爐的缺點(diǎn)是原料油不能采用原油、重油和渣油，并且設(shè)備要耗用不少耐高溫鋼材。熱載體裂解法是將某些固體、液體或氣體物質(zhì)預(yù)先加熱到很高溫度，將它們作為熱的載體，然后讓熱載體去和原料油接觸，把熱傳給原料油，使其裂解。我國有些石油化工廠大規(guī)模使用的砂子爐虣是一例。砂子爐（圖1－12）是將被加熱到800～900℃的砂子作為熱載體。其過程是，在裂解反應(yīng)器下側(cè)通入原料油（石油氣、輕油、重油或原油都可）和水蒸汽，與上面落下的熱砂子相遇，原料油即被裂解。從反應(yīng)器上部導(dǎo)出裂解氣，經(jīng)旋風(fēng)分離器（用以分離氣體中含有少量塵灰（或液滴）的設(shè)備。被凈化的氣體由切線方向進(jìn)入具有錐形底的圓筒中，由于離心力的作用，使其中帶有的塵灰（或液滴）拋向外周與器壁碰撞后，由錐形底底部的出口下落，氣體則由上部中心的出口排出）除去夾帶的砂子，然后送至廢熱鍋爐，利用其熱量發(fā)生水蒸汽后，再用冷水驟冷，即可送分離工段分離。

       熱砂子將原料油裂解后，自己溫度降低，和旋風(fēng)分離器落下的砂子一起經(jīng)反應(yīng)器底部導(dǎo)管下落，再被燃料燃燒后得到的高溫?zé)煹罋夂涂諝饣旌蠚怏w沿秒子氣升管提升到很高的儲(chǔ)砂箱，在提升過程中，砂子被加熱。高溫的砂子借其重力作用又落入反應(yīng)器里，重新用于裂解，完成一個(gè)循環(huán)。砂子爐的優(yōu)點(diǎn)是可用原油裂解，但操作方法比較復(fù)雜，砂子也要不斷補(bǔ)充，并且砂子對(duì)設(shè)備的磨損也較大。為了克服這些缺點(diǎn)，目前有改用原油裂解時(shí)產(chǎn)生的焦炭來代替砂子作為熱載體的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要另外補(bǔ)充焦炭，因?yàn)榱呀膺^程中焦炭會(huì)不斷產(chǎn)生，同時(shí)焦炭對(duì)設(shè)備的磨損也小。

       生成的裂解氣是一種非常復(fù)雜的混合氣體，它除含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、H2、H2S等化合物，還有些液態(tài)裂解焦油。為了使它們物盡其用，工業(yè)生產(chǎn)上常用深度冷凍法或油吸收法將其一一分離。

       所謂深度冷凍法，就是將裂解氣冷到零下100℃左右，并在30～40個(gè)大氣壓力下，使氣體烴大部分液化，然后利用各種烴的沸點(diǎn)不同，以分餾方法將它們加以分離。裂解氣中各成分的沸點(diǎn)如表1－3所示。

表1－3  裂解氣中各成分的沸點(diǎn)

       由上表看出，含五個(gè)碳原子的戊烷、戊烯沸點(diǎn)最高，加壓后首先變成液體，從而和其他成分分離。而H2和甲烷沸點(diǎn)最低，即使冷到零下100℃和加上30～40個(gè)大氣壓也難液化，因此H2和甲烷也可分離出去，余下的是液態(tài)的含二、三、四個(gè)碳原子的成分，由于它們的沸點(diǎn)相差較大，可以通過幾組在塔底和塔頂都分別設(shè)有加熱和冷卻裝置的分餾塔來進(jìn)行分餾，將它們進(jìn)一步分離。最后得甲烷－氫氣、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷以及含四個(gè)碳和五個(gè)碳原子的餾份。

       深度冷凍法分離的產(chǎn)品純度高、處理量也大，但是設(shè)備要耗用較多的耐低溫特殊鋼材，而且動(dòng)力消耗也大。

       油吸收分離法的原理和深度冷凍法相似，不同的僅是不采用冷到零下100℃的低溫，而是用石油分餾中含三、四個(gè)碳原子的餾份（在低溫下呈液態(tài)形式）來吸收除甲烷－氫氣以外的其他成分。所以，甲烷－氫氣就以氣體形式從塔頂逸出，而裂解氣的其余成分則被含三、四個(gè)碳原子的餾份吸收，以液體形式從塔底放出。由于含三、四碳的餾分是石油產(chǎn)品，所以這種分離方法叫油吸收法。

       氣體在溶劑中的溶解度與溫度、壓力有關(guān)。溫度越低，壓力越高，對(duì)氣體吸收越有利，所以油吸收法也必須采用適當(dāng)?shù)膲毫Γ?0大氣壓）和低溫（－40℃）。

       油吸收法不需要象深冷法那樣的低溫是其優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)能力減小，并且所得產(chǎn)品的純度較差。

       經(jīng)過深度冷凍或油吸收后，含四和五個(gè)碳原子的烴仍是混合物，工業(yè)上一般是利用某些溶劑能選擇吸收其中部分產(chǎn)品的特點(diǎn)來進(jìn)行分離的。例如以糠醛或乙腈來吸收丁二烯，用二甲基甲酰（音先，xiān）胺來吸收異戊二烯，然后再經(jīng)解吸收作用就可分別得到丁二烯和異戊二烯。