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目录8

概述8

第一章　裂解原料8

第一节 裂解原料的来源和种类8

一、原油8

二、天然气13

三、来自炼油装置的裂解原料16

第二节 裂解原料的性质指标及其与裂解反应性的关系19

一、烃组成19

二、族组成（PONA值）21

三、氢含量、碳氢比和氢饱和度24

四、平均分子量和平均分子式28

五、沸点、馏程及平均沸点29

六、比重和比重指数33

七、特性因素34

八、关联指数BMCI38

第三节　裂解原料与生产的关系41

一、裂解原料对裂解操作条件和产物产率的影响41

二、裂解原料对工艺流程和设备的影响42

三、裂解原料对技术经济指标的影响44

第四节 裂解原料的选择44

一、关于天然气资源的利用问题45

三、关于炼油厂加工油品的利用问题46

二、关于炼厂气的利用问题46

四、关于原油作为裂解原料的问题48

小结49

第二章　石油烃裂解的化学反应51

第一节　各族烃的裂解反应51

一、烷烃的裂解反应51

二、烯烃的裂解反应57

三、环烷烃的裂解反应60

四、芳烃的裂解反应62

五、各族烃的裂解反应规律64

一、烃的生碳结焦过程67

第二节 裂解过程中的结焦生碳反应67

二、焦炭的石墨化过程73

第三节 一次反应和二次反应74

第四节 自由基反应机理和分子反应机理76

一、自由基反应机理76

二、分子反应机理89

第五节 混合烃的裂解反应90

一、混合烃裂解过程中组分之间的相互影响90

二、混合裂解过程中的促进作用93

三、混合裂解过程中的抑制作用94

四、混合裂解中各组分反应速度常数与原料组成的关系102

小结103

第一节 裂解反应的热效应105

一、裂解反应热的计算105

第三章 裂解反应的化学热力学和动力学105

二、裂解反应热与温度的关系112

三、裂解反应热与转化率的关系115

四、裂解反应热的经验估计117

五、裂解反应热各种求法小结118

第二节 裂解反应的化学平衡120

一、化学平衡常数和自由焓及自由焓函数120

二、裂解反应系统的化学平衡组成的计算121

第三节 裂解反应系统的化学动力学126

一、反应系统各组分的速度式126

二、反应系统各组分的产率127

三、不同温度下的最佳反应时间和乙烯峰值产率129

小结130

第四章 裂解过程的工艺参数和操作指标131

第一节 温度和停留时间131

一、温度-停留时间效应131

二、裂解温度与原料的关系132

三、温度和停留时间对产物分布的影响133

四、裂解装置性能和技术水平133

第二节 压力、稀释剂和稀释比134

一、压力对裂解反应的影响134

二、稀释剂和烃分压135

三、稀释剂的作用和水蒸汽稀释比137

一、度量裂解深度的指标140

第三节 裂解深度140

二、裂解深度指标之间的关系146

三、混合物裂解反应中各组分转化率的预计问题147

第四节 产物分布148

一、单—烃裂解的产物分布148

二、轻烃混合物裂解的产物分布152

三、馏分油裂解的产物分布153

第五节　裂解选择性163

第六节 裂解反应条件的选择164

小结165

附录　Runge-Kutta数值解法简介166

第五章 工业裂解炉的工作原理和操作特性167

一、蓄热裂解炉168

第一节 各种主要裂解炉的工作原理168

二、砂子裂解炉171

三、管式裂解炉174

第二节 裂解炉的工作特性174

一、流动类型和停留时间分布问题174

二、物流的轴向温度分布问题179

三、单位产品的能量消耗问题180

小结180

第六章 管式裂解炉的炉型和结构181

第一节 管式裂解炉的炉型181

第二节 管式裂解炉的传热及结构进化185

一、管式裂解炉的传热过程185

二、径向传热和径向温度分布187

三、炉管周向热强度分布及其改善191

四、炉管轴向热强度分布和温度分布193

第三节 反应管的流体力学、传热学、反应动力学与反应管的几何学196

一、管内流体的压力降196

二、管长、管径、重量流速与压力降的关系197

三、热强度、停留时间与管径的制约关系198

四、反应管的管径、截面形状和路数200

第四节　试验炉、模拟炉和原型炉205

一、试验炉205

二、模拟炉206

三、原型炉210

小结211

第一节 活塞流管式反应器计算的基本方程式213

第七章 裂解过程的数学模型和设计计算213

第二节 变容反应的简化处理方法214

第三节 非等温裂解反应的简化处理方法216

一、参考温度和当量反应器容积217

二、当量反应器长度218

第四节 非等温变容反应的简化处理219

第五节 停留时间220

一、真实停留时间220

二、表观停留时间221

三、当量真实停留时间和当量表观停留时间223

四、平均停留时间225

五、关于停留时间的若干问题225

二、平均烃分压227

第六节　烃分压和平均烃分压227

一、烃分压227

第七节 裂解炉反应管的设计和数学模型228

一、初算部分229

二、逐段计算的数学模型230

三、逐管计算法233

四、裂解炉反应管的多方案比较237

五、设计限制因素的校验239

第八节 管式裂解炉的设计顺序241

小结241

第一节 管式裂解炉的特性和操作指标243

一、管式裂解炉的主要特性指标243

第八章 管式裂解炉的操作和控制243

二、管式裂解炉适应多种原料的灵活性245

第二节 裂解炉管的结焦和对策247

一、结焦模型247

二、结焦的后果及其对炉管运转周期的影响248

三、清焦250

四、抑制结焦的添加剂251

第三节 裂解炉操作的不安全因素和联锁系统252

一、裂解炉的不安全因素和对策252

二、裂解炉的联锁系统252

第四节 裂解炉的稳定操作和控制系统253

一、裂解炉的常规仪表控制254

二、裂解炉的电子计算机控制259

小结262

第九章 裂解装置的能量利用、生产组织和最佳化263

第一节 裂解炉流出气的组成和处理263

第二节 急冷和洗涤操作265

一、急冷操作265

二、洗涤操作266

三、急冷和洗涤的工艺条件266

第三节 裂解装置流程组织270

一、轻烃裂解流程270

二、煤柴油裂解流程271

三、轻柴油裂解流程271

第四节 急冷换热器的结构和工作原理274

一、刚性设计的急冷换热器275

二、柔性设计的急冷换热器275

三、新开发的急冷换热器280

第五节 裂解装置热量的节约和回收利用282

一、提高裂解炉的热效率283

二、高温裂解炉流出气的热量回收287

三、急冷油的热量利用291

四、急冷水和过剩低压蒸汽的热量回收292

第六节 裂解装置的生产组织293

一、裂解炉的台数293

二、裂解炉的分工问题294

一、最佳化概念296

第七节 裂解装置的最佳化296

二、用最大值原理对丙烷管式炉裂解操作条件进行最佳化302

三、用几何规划法对乙烯装置进行最佳化309

小结313

附录 最大值原理简述314

第十章　裂解技术的近况和展望315

第一节 高温短停留时间裂解技术的进展315

一、毫秒裂解法316

二、过热蒸汽稀释管式炉裂解法317

三、火焰裂解法318

四、利用冲击波管研究裂解反应319

第二节　重质裂解原料的发展321

一、减压柴油（VGO）直接裂解323

二、原油和渣油直接裂解326

三、利用炼厂加工工艺对重质油进行预处理331

第三节 新裂解方法的研究和开发337

一、加氢热裂解法337

二、催化裂解339

第四节 少用原油多生产化工产品的方案340

一、炼油厂扩大三次加工范围340

二、炼油装置为裂解装置提供尽可能多的原料341

三、炼油装置与石油化工装置结合的几个方案341

小结344

参考文献345

附录354