《有机化工生产工艺》 学案 第二章

有机化工生产工艺学案

乙烯工业第二章乙烯业—烃类热解本学要了解烃类裂解的一次反响和二次反响以及其对乙烯收率影响悉管式炉裂解的生产工艺流程并掌握各个工艺参数和原料性质对乙烯收率的影响；熟悉不同深冷别离流程并掌握裂解气的各种净化方法、原理和工艺条件；了解生产中的异常现象和节能措施。1．何谓烃热裂解？2．查资料解乙烯的其它生产方法及未来世界乙烯工业开展趋势。第一节

烃类管式炉解生产乙稀工业上烃类热裂解制乙烯，虽然各生产装置所用原料和生产技术有所差异，相应的工艺流程也不完全相同，但均包括个重要局部。

和

两一管炉解艺程1．裂解工流程包括系统以及

系统，系统。

系统、2．画出轻油裂解主物料流的工艺流程方框示意图。1

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乙烯工业二烃热解程的学响1叫烃类热裂解过程的一次反响和二次反响？它们对烃类热裂解过程有何影响？2热裂解的一次反响主要有哪几个？烃类热裂解的二次反响主要有哪几个？3．简述各烃热裂解一次反响规律。理想的裂解原料是何样的？4．什么叫，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？第二节

管式裂解炉烃类裂解的作条件一管裂炉1．管式裂解炉〔1式裂解炉主要由

和

两大局部组成。

用钢构体和耐火材料砌筑，分为对流室和辐射室。

安装在对流室内，

布置在辐射室内在辐射室的炉侧壁和炉顶或炉底安装了一定数量的烧嘴〔燃料喷嘴、火嘴等〔2于

和

及

的不同管式炉的炉型有多种。2．裂解炉的结焦与清焦2

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乙烯工业〔1〕裂解炉的结焦的表现有哪些？〔2〕裂解炉为什么要清焦？如何清焦？〔3〕查资料了解目前我国采用的清焦方法有哪几种？二裂气冷急换器1．裂解气冷的目的是什么？它具有什么意义？2．急冷的法的哪两种？对这两种急冷方法进行比拟。3．对急冷热器的结构要求是什么？4．防止急换热器结焦应控制哪些指标？三烃裂的作件1．衡量裂结果的指标有哪些？2化学反响速度和化学平衡的因素有哪些？在生产实际中为提高产品的收率应如何做？3．烃类热解反响的特点是什么？4．分析温对裂解反响的影响，并确定适宜的温度。5．什么是留时间？并分析停留时间对裂解反响的影响。3

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乙烯工业6．什么是分压？并分析压力对裂解反响的影响。7．为何通在原料其中参加稀释剂〔惰性气体或水蒸气〕来降低烃分压。8．工业上什么采用水蒸汽作为稀释剂？9．烃类裂促进一次反响，抑制二次反响提高乙烯收率的操作条件如何？第三节

裂解气的净与别离技术一裂气组和离法1业生产中别离气体混合物的方法有哪些？较最用的方法是什么？要想获得较纯洁的产品应采用何方法？2．裂解气化别离的任务是什么？裂解气的别离方法有哪几种？3么是深冷？什么是深冷别离？深冷别离流程包括那几局部？各局部的任务是什么？4．什么是序别离流程，前脱乙烷别离流程和前脱丙烷别离流程？5．三种艺流程的比拟〔阅读下表〕比拟工程

顺序别离流程

前脱乙烷流程

前脱丙烷流程操作中的脱甲烷塔居首釜低再乙烷塔居首压力大釜脱烷塔居首置于压缩机4

44344344344343问题

沸器不易堵塞

有机化工生产工艺学案乙烯工业温高如以上烃含量多间去C以烃，再送二烯烃在再沸器聚合响入甲烷塔脱烷塔可操作且损失丁二烯防止二烯烃聚合最适合C、C含量较多而丁二烯含量少的气如对裂解气不管裂解气是轻是重能的适应性适所有组分都进入甲烷塔

厂气别离后的裂解的气体不处理丁二烯含量较多的裂解气

可处理较重裂解气别含较多的裂解气冷量消耗重甲烷塔冷冻负荷耗

CC烃不经甲烷塔冷凝，C烃在脱丙烷塔冷凝而在脱乙烷塔冷凝耗及利用

能位的冷量多冷量利用不

利用比拟合理能位的冷量量利用合理合理分子筛枯燥在流程中压力分子筛枯较高而温度较低的位

由于有脱丙烷塔在压缩机三段出口子只能放在压力较低的位置三出燥负荷

附有利易证裂解的露点，负荷小所有馏分进入甲烷塔荷

〔情况与顺序流程相同〕口以重烃不能较多冷凝下来响子筛吸附性能，所以负荷大，费用高甲烷塔负荷小耐低温合金该程情况介于前两种流塔径大小大冷塔直径大低合钢可节省脱烷塔径大程间金钢耗用多设备多少流长，设备多二压与冷〔一〕裂解气的压缩

随加氢方案不同而不同

采用前加氢时，设备较少1．为什么解气要进行压缩？5

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乙烯工业2．裂解气压缩为什么采用多段压缩技术？3．裂解气缩后的温度应控制在何范围内？为什么？怎样实现？4．目前大模生产厂的裂解气压缩机都是由于裂解炉的废热锅炉副产高压水蒸气，因此，多采用缩机，到达能量综合利用。〔二〕制冷

式，一般为

段。压1．两种：

制冷和

的过程称为制冷。深冷别离中常用的制冷方法有制冷。2．举例说冷冻循环制冷的原理。3．举例说复迭制冷的原理。4．画出甲-乙烯丙烯三元复迭制冷示意图。5．何谓节膨胀制冷？三裂气净〔一〕酸性气体的脱除1．裂解气的酸性气体主要有哪些组分？2．酸性气的来源有哪些？6

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乙烯工业3．假设酸气体过多时对别离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？4．碱洗法醇胺法脱除酸性气体的比拟〔填写下表〕方法吸收剂优点缺点适用情况

碱洗法

醇胺法5．碱洗法程中，碱洗塔为什么要分成四段进行洗涤？〔二〕脱水1在裂解气深冷别离中有什么危害？工业上常采用什么方法脱除裂解气中的水分？2．工业上用吸附的方法脱水，用、吸附剂，效果较好的是吸附剂。3．以裂解的枯燥为例，说明枯燥及再生的操作过程。〔三〕脱炔

或

等作1．裂解气什么要脱除炔烃？工业上脱除炔烃的方法有哪些？2．什么叫加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？3．前加氢后加氢技术的比拟〔填写下表7

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乙烯工业工程工艺流程反响器体积能量消耗操作难易催化剂用量乙烯损失量

前加氢

后加氢4．图2-10、图、图2-12中各采用了哪种加氢方案？〔四〕脱一氧化碳〔甲烷化〕1．的来源是什么？2．裂解气什么要脱除CO？工业上脱除CO的方法有哪些？的危害四精别系1解气经压缩和制冷净化过程为深冷别离创造了条件—。2．深冷别的任务是什么？3．深冷别的主要精馏塔有哪些？各自的作用是分别是什么？〔一〕脱甲烷塔系统

、、1．深冷别流程程中，脱甲烷塔系统的中心任务是什么？其轻、重关键组分是分别是何组分？8

42有机化工生产工艺学案42

乙烯工业2．为什么脱甲烷塔是别离过程中温度最低、能耗最多的塔？3．分析原气/H摩尔比、操作温度和压力对脱甲烷塔乙烯回收率的影响。4．为什么甲烷塔塔项要有局部甲烷液体回流？5．脱甲烷提高乙烯回收率的措施有哪些？6．什么是箱？什么是前冷流程和后冷流程？〔二〕乙烯精馏1．乙烯精的目的是什么？2．分析温、压力能乙烯精馏的影响。3．乙烯精塔的改良有哪些？〔三〕丙烯塔1．丙烯精塔的任务是什么？其关键组分是什么？2．深冷别操作中为提高乙烯的收率，采取了哪些措施？3．

塔是别离过程中温度最低的塔，能量消耗也最多。

塔是别离系统中塔板数最多，回流比最大的一个塔，也是运转费和投资费较多的一个塔。9

22有机化工生产工艺学案22

乙烯工业五裂气离作的常象序号生产工序不正常现象

〔阅读下表〕

产生原因123

碱洗法脱硫脱水脱炔及CO

〔1洗塔HS分不合格〔1碱洗液浓度过低洗液循环量过少；泵停车〔2洗塔分析不合格〔2〕碱洗液浓度过高枯燥后水含量不合格枯燥剂再生不好；使用周期过长；物料含水量过高；枯燥剂结炭；装填量不够或枯燥剂质量不合格〔1加反响器反响温度〔〕氢气参加量过高；进口温度过高；高；催化剂活性太高而选择性太差，导致乙烯深度加氢；〔2〕加氢反响器温差低；〔2气与甲烷之比过小催化剂中毒〔3甲化反响器反响温〔预热温度不高气流量过高或过过低低〔1〕制冷机喘振；〔1流量于波动点吸入的物料温度4

制冷

〔2〕制冷剂用后温度高

过高；制冷剂中含不凝气过高；〔2制冷剂蒸发压力高冷剂量少制冷剂中重组分含量高5

深冷别离

〔1〕塔液泛；〔2〕冻塔

〔1热太剧烈温过高荷过大；〔2〕物料枯燥不好，水分积累太多第四节

乙烯生产过的节能措施一裂系1．乙烯生过程中，

是乙烯装置的能耗大户，其能耗占装置总能耗的，降低其能耗是降低乙烯生产本钱的重要途径之一。10

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乙烯工业2．乙烯生裂解系统有哪些节能措施？二深别系1．在深冷离中，有哪些节能措施？2．采用中冷凝器和中间再沸器的优点是什么？3．什么叫泵？精馏塔的热泵制冷方式有哪几种？稳固与提高一、填空题1石油烃热裂解的主要目的是同时可得通过进一步的别离还可以得到

以及、

和

等产品，它们都是重要的根本有机原料，所以石油烃热裂解是有机化学工业获取根本有机原料的主要手段。2．轻柴油解生产工艺流程包括、、、

四局部。3．急冷的法有两种，一种是，另一种是。4．清焦方有

清焦和

清焦法。5．烃类热解的操作条件宜采用、、。6．在乙-丙烯复迭制冷中，

向

供冷，

向

供冷，

向冷量用户供冷。7冷别离的任务就是根据裂解气中

的不同用精馏的方法逐一进行别离最后获得纯度符合要求的乙烯和丙烯产品主要的精馏塔分别是：、、、

和。11

有机化工生产工艺学案乙烯工业8．在石油工深冷别离中使用最多制冷剂是、

和

等。9．影响脱烷塔乙烯回收率的主要因素是、10论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般为度的选择还与、产品分布、裂解技术、二、选择题1．烃类热解生产乙烯的原料中，以下哪族烃的含量高些好

和。之间实际裂解温等因素有关。A．烷烃

B．环烷烃

C．芳烃

D．烯烃2．以下裂反响条件，不能提高乙烯收率的是A．高温

B．低温

C．短停留时间

D．低烃分压3．在裂解别离的精馏别离系统中，塔板数最多的精馏塔是A．脱甲塔

B．乙烯精馏塔

C．丙烯精馏塔

D．脱丁烷塔4．氨蒸气缩制冷系统，可向用户提供的准是的温度级位是A．-30℃

B．-40℃

C-100

D．低于-100℃5．乙烯工中，裂解气采用吸附的方法脱水，常用吸附剂是A．活性化铝

B．活性铁钒土

CA型分子筛

D．硅胶6．乙烯工中，通过节流膨胀提高乙烯回收率的精馏塔是A．脱甲塔

B．脱乙烷塔

C．乙烯塔

D．丙烯塔7．甲-乙烯丙烯三元复迭制冷中，向用户提供冷量的制冷剂是A．水

B．甲烷

C．乙烯

D．丙烯8．烃类裂制乙烯，采用的压力操作方法是A．间接压

B．间接减压

C．直接加压

D．直接减压三、判断题1．由于烯带有双键，结构比拟不稳定然界中也有大量烯烃，所以用烯烃来直接生产乙烯也是合理，经济的方法2．升温有于加快石油烃裂解生成乙烯的反响速率，所以温度越高越好3．乙烯精塔是出成品的塔，作用相当关键，所以塔板数最多6．石油烃裂解中不采用抽真空降总压是因为经济上不合理。()7．急冷的的是将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却，以终止其二次反响。)8．不停炉焦就是裂解炉在清焦的同时一直不中断加原料。()12

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乙烯工业9归纳各族烃类的热裂解反响的大致规律得出高含量的烷烃含量的芳烃和烯烃是理想的裂解原料〕10尽量的增加水蒸气的量，不仅可以降低烃分压而且可以及时的清焦〕四、问答题1．为什么生产中要促进一次反响、抑制二次反响？2．结焦与碳的区别是什么？3为什么要对裂解气进行急冷“间接急冷〞“直接急冷〞各有何优缺点？工业上普遍采用何急冷方法？4．什么叫留时间？停留时间与裂解温度对裂解产物分布有何影响？5．什么叫分压？为什么要采用参加稀释剂的方法来实现减压目的？采用水蒸汽为稀释剂有何优点？6．裂解气冷别离为何采用多段压缩技术？确定段数的依据是什么？7．裂解气化主要包括哪些步骤？各步的目的是什么？8．乙烯精的影响因素有哪些？乙烯精馏过程采用了哪些节能措施。五、综合题1．用管式裂解轻柴油，输入轻柴油量为kg/h,裂解后得到