工艺流程_管式裂解炉及裂解部分工艺流程课件

裂解单元原则流程图 原料 预热器 裂解炉 急冷器 油冷塔 裂解燃料油 水冷塔 裂解气去压缩 沉降槽 水 裂解汽油 155 180 水蒸气 540 800 0 5s 450 550 230 185 急冷油 109 裂解汽油 裂解气和水蒸气入底部 40 冷却水37 80 N 23 N 16 裂解单元原则流程图 1 设备 预热器 裂解炉 急冷器 油冷塔 水冷塔 沉降槽 2 各设备所起的作用 3 主要操作条件 155 180 水蒸气 540 800 0 5s 450 550 185 急冷油 230 N 23 109 裂解汽油 裂解气和水蒸气 冷却水37 N 16 40 80 裂解气 裂解汽油 水 4 目的产物 裂解气 5 副产物 裂解汽油 裂解燃料油 3 3管式裂解炉及裂解部分工艺流程 1 原料油供给和预热系统 2 裂解和高压蒸气系统 3 急冷油和燃料油系统 4 急冷水和稀释水蒸气系统 1 原料油供给和预热系统 设备 原料油储罐 原料油泵 原料油急冷水预热器 原料油急冷油预热器 准备 流程 去裂解炉对流段 2 裂解和高压蒸气系统 设备 裂解炉对流段 裂解炉辐射段 急冷换热器 油洗塔 反应 分离准备 高压蒸气流程 入管网 11MPa 447 蒸汽包 3 急冷油和燃料油系统 急冷油设备 油急冷器 油洗塔 塔顶为氢 气态烃 裂解汽油 稀释蒸汽和酸性气体 裂解轻柴油汽提塔 燃料油汽提塔 问题 急冷油系统结焦 措施 急冷油系统设过滤网 指标 50 以下的运动粘度 4 5 5 0 10 5m2 s 分离 急冷方式 直接急冷 水直接急冷 油直接急冷 间接急冷 急冷方式的比较 直接急冷 设备费少 操作简单 系统阻力小 传热效果好 大量污水 油水分离困难 难以回收能量 间接急冷 能量利用合理 经济性好 无污水产生 4 急冷水和稀释水蒸气系统 设备 水冷塔 分离槽 换热器 工艺水汽提塔 指标 釜水中含油100ppm 水蒸气循环好处 节约了新鲜的锅炉给水 减少了污水的排放量 污水 120 7 8吨 缓蚀剂 裂解部分原则工艺流程 轻柴油裂解装置原则工艺流程图 轻柴油 储罐 泵 预热 裂解炉 急冷器 换热器 油洗塔 汽提塔 燃料油 水洗塔 裂解气 油水分离罐 水 汽油 馏分油裂解装置裂解气预分馏过程流程图 86 原料 裂解炉 废热锅炉 急冷器 油洗塔 水洗塔 裂解气 油水分离器 裂解汽油 水 冷却器 稀释蒸汽发生器 冷却器 管式裂解法的优缺点 历史 油品加热炉 油品热裂化炉 油品裂解炉 多年历史的成熟工艺 优点 炉型结构简单 操作容易 便于控制 能连续生产 乙烯 丙烯收率高 产物浓度高 动力消耗小 热效率高 原料的使用范围日渐扩大 多台组合大型化 缺点 重质原料的适应性还有一定限制 降低裂解深度 原料利用不高 燃料油增加 公用工程费大等 满足裂解原理 耐合金刚材 铸管技术 继续研究 结焦问题 裂解技术展望 目标 扩大重质原料的应用 和裂解炉对原料改变的适应能力 减小能耗 降低成本 新的裂解技术研究 采用燃气透平 提高炉子热效率 乙烯工业的发展趋势 一 乙烯建设规模继续向大型化发展 800 900 1000 1200 单炉产量 90 120 140 二 生产新技术的研究开发 提高收率 提高选择性 降低投资 原料适应性相对较强 1 KBR和埃克森 100万吨乙烯生产厂的裂解炉 9 10个 5 6个 KelloggBrown Root 2 新的工艺技术 ALCET技术 低投资乙烯技术 Brown Root 溶剂吸收分离甲烷 无需脱甲烷塔 低温甲烷 乙烯制冷系统 新建和扩建均有利 对原有的油吸收进行改进 A 加氢和前脱丙烷结合起来 B 先除去C4及C4 馏分 C 再进入油吸收脱甲烷系统 D 最后从甲烷和轻质组分中分离C2以上组分 膜分离技术 1994Kellogg公司提出用于乙烯裂解 中空纤维分离出部分氢 减少乙烯制冷的负荷 提高生产能力 催化精馏加氢技术 加氢和产物分离 同一个精馏塔 Lummus公司提出 精馏段 全部或部分被含有催化剂的填料代替 用途 C3馏分选择性加氢 C4馏分选择性或全部加氢 C4和C5混合馏分全加氢 裂解汽油的选择性或全部加氢 3 抑制裂解炉结焦技术 使用涂覆技术降低炉管结焦 表面热处理后形成涂层 已经成熟投产 使用结焦抑制剂 FSI 实验证明 两次清焦运行期增加3倍 由原来每45天清焦一次的100小时 135天费时2 4小时 ForestStarInternational 任务 1 开发耐高温的裂解管材 2 寻找耐高温 高选择性催化剂 轻柴油裂解气组成 H2 13 1828 CO 0 1751 CH4 21 2489 C2H2 0 3688 C2H4 29 0363 C2H6 7 7953 丙二烯 丙炔 0 5419 C3H6 11 4757 C3H8 0 3558 1 3 丁二烯 2 4194 异丁烯 2 7085 正丁烷 0 0754 轻柴油裂解气组成 续 C5 0 5147 C6 C8非芳烃 0 6941 苯 2 1398 甲苯 0 9296 C8 0 3578 苯乙烯 0 2192 C9 200 0 2397 CO2 0 0578 硫化物 0 0272 H2O 5 04 3 4裂解气的净化 3 4 1裂解气的净化 一 有害物质 1 酸性气体 H2S CO2和CO 少量有机物 水洗 5 7 2 3 18 20 2 H2O H2O 操作条件下结冰 与低碳原子烷烃形成水合物 CH4 6H2O C2H6 7H2O C3H8 8H2O 低温有利 3 不饱和烃 C2H2 丙二烯 丙炔 二 危害 除影响产品纯度外 还有 1 酸性气体 腐蚀设备 2 水 低温结冰 与低碳原子烃化物生成结晶水合物 3 不饱和烃 乙炔 丙炔 丙二烯 C2馏分 C3馏分 使催化剂中毒 乙炔循环结累 提高总压力 爆炸 三 来源 1 酸性气体 原料所带 反应生成 有机硫化物 H2S CO2 焦炭 CO2 烃 CO2 H2 处理过程引入 2 H2O 生产过程中加入为主 生成与处理过程引入为辅 3 不饱和烃 原料所带 反应生成 主要存在于C2馏分和C3馏分 四 措施 方法和对应流程 处理过程引入 1 酸性气体 方法 化学吸收 碱法 胺法 1 吸收剂要求 1 对酸性气体溶解度大 反应性强 2 对裂解气中的乙烯 丙烯溶解度小 不起反应 3 在操作条件下 蒸气压低 稳定性高 可减少损失 避免产品被污染 4 粘度小 5 腐蚀性小 6 来源丰富 2 吸收剂 NaOH溶液 乙醇胺 N 甲基吡咯烷酮 选择依据 酸性气体含量多少 净化程度要求 酸性气体是否回收 3 反应原理自学89页图3 20 4 碱洗法流程 2 3 5 7 18 20 水 5 操作条件 压力 1 0MPa 塔内温度 40 浓度 30 NaOH 2 H2O的脱除 1 吸附分离 吸附剂 3A分子筛 硅胶 活性氧化铝 水 H2不易吸附 选择性吸附 低温有利 2 裂解气干燥与分子筛再生流程 裂解气 干燥器 裂解气去深冷分离 吸附 载气 加热炉 干燥器 再生 燃料气 3 不饱和烃 C2馏分 C3馏分 1 方法 催化加氢 丙酮吸收 2 脱乙炔 前加氢 后加氢 Ni Co Al2O3 钯 Al2O3 脱乙炔时的付反应 乙烯的进一步加氢反应 乙炔的聚合生成液体产物 乙炔分解生成碳和氢 3 前加氢和后加氢 脱甲烷塔 前加氢的加氢气体 裂解气全馏分 H2 C10 C2 C3馏分 H2 C10 C2馏分 前加氢的特点 氢气可以自给 加氢选择性低 乙烯损失增大 活性和选择性高 后加氢的特点 氢气按需加入 加氢选择性高 产品纯度高 催化剂寿命长 能量利用不太合理 流程较繁 流程简化 操作稳定性差 飞温 4 加氢脱炔催化剂 前加氢催化剂分钯系和非钯系两类 钯系 温度较低 乙烯损失低 0 2 0 5 残余乙炔低 5 10 6 非钯系 进料杂质含量限制不严 温度较高 选择性不理想 1 10 5 1 3 乙炔含量 乙烯损失 后加氢催化剂为钯系催化剂 5 催化加氢脱乙炔及再生流程 流程分析 各设备所起的作用 加氢反应器 两段加氢 乙炔5000ppm 绿油塔 除去绿油 再生反应器 用过热水蒸气将催化剂再生 再生气洗涤塔 用水洗涤再生气体后去火炬 6 丙酮吸收法脱乙炔流程 溶剂 丙酮 二甲基甲酰胺 N 甲基吡咯烷酮 乙酸乙酯等 94页图3 25 C2馏分 吸收塔 脱炔后C2馏分去乙烯塔 稳定塔 C2回压缩机 汽提塔 乙炔 DMF 新鲜DMF 条件 低温高压 用途 乙炔回收 3 5压缩和制冷系统 问题1 为什么要压缩 常压下都是气体 沸点很低 分离温度太低 需要大量冷量 解决办法 提高压力 实现 压缩机 绝热过程 95页图3 26 问题2 为什么要多级压缩 节约压缩功耗 压缩段数越多 越接近等温压缩 降低出口温度 控制压缩后温度 100 聚合 段间净化分离 水 C3及C3以上重组分 减少负荷 节省冷量 T2 T1 P1 P2 1 绝热指数 P1 0 105MPa P2 3 6MPa 排气温度293 1 228 举例 分离温度与压力关系如下表 分离温度与压力关系 分离压力 MPa 甲烷塔顶温度 3 0 4 0 96 0 6 1 0 130 0 15 0 3 140 表2 裂解气五段压缩工艺参数实例 原料 轻烃和石脑油 生产能力 68万t a 段数 进口温度 38 34 36 37 2 38 进口压力 MPa 0 13 0 245 0 492 0 998 2 028 出口温度 87 2 85 6 90 6 92 2 92 2 出口压力 MPa 0 286 0 509 1 019 2 108 4 125 压缩比 2 0 2 08 1 99 2 11