《有机化工生产工艺》学案第二章

有机化工生产工艺教案乙烯工业第二章乙烯工业——烃类热裂解本章学习要求认识烃类裂解的一次反应和二次反应以及其对乙烯收率影响；熟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；熟习不一样深冷分离流程并掌握裂解气的各样净化方法、原理和工艺条件；认识生产中的异样现象和节能举措。1．何谓烃类热裂解？2．查资料认识乙烯的其余生产方法及将来世界乙烯工业展开趋向。第一节烃类管式炉裂解生产乙稀工业上烃类热裂解制乙烯，固然各生产装置所用原料和生产技术有所差别，相应的工艺流程也不完整同样，但均包含和两个重要局部。一、管式炉裂解工艺流程1．裂解工艺流程包含系统，系统、系统以及系统。2．画出轻柴油裂解主物料流的工艺流程方框表示图。1有机化工生产工艺教案乙烯工业二、烃类热裂解过程中的化学反应1．什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？它们对烃类热裂解过程有何影响？2．烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？3．简述各族烃热裂解一次反应规律。理想的裂解原料是何样的？4．什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的差别有哪些？第二节管式裂解炉和烃类裂解的操作条件一、管式裂解炉1．管式裂解炉〔1〕管式裂解炉主要由和两全局部构成。用钢构体和耐火资料砌筑，分为对流室和辐射室。安装在对流室内，部署在辐射室内，在辐射室的炉侧壁和炉顶或炉底安装了必定数目的烧嘴〔燃料喷嘴、火嘴等〕。〔2〕因为和及的不一样，管式炉的炉型有多种。．裂解炉的结焦与清焦2有机化工生产工艺教案乙烯工业1〕裂解炉的结焦的表现有哪些？2〕裂解炉为何要清焦？如何清焦？3〕查资料认识当前我国采纳的清焦方法有哪几种？二、裂解气急冷与急冷换热器1．裂解气急冷的目的是什么？它拥有什么意义？2．急冷的方法的哪两种？对这两种急冷方法进行比较。3．对急冷换热器的构造要求是什么？4．防备急冷换热器结焦应控制哪些指标？三、烃类裂解的操作条件1．权衡裂解结果的指标有哪些？2．影响化学反应速度和化学均衡的要素有哪些？在生产实质中为提升产品的收率应如何做？3．烃类热裂解反应的特色是什么？4．剖析温度对裂解反应的影响，并确立适合的温度。5．什么是逗留时间？并剖析逗留时间对裂解反应的影响。3有机化工生产工艺教案乙烯工业6．什么是烃分压？并剖析压力对裂解反应的影响。7．为何往常在原料此中参加稀释剂〔惰性气体或水蒸气〕来降低烃分压。8．工业上为何采纳水蒸汽作为稀释剂？9．烃类裂解促使一次反应，克制二次反应提升乙烯收率的操作条件如何？第三节裂解气的净化与分离技术一、裂解气的构成和分离方法1．工业生产中分离气体混淆物的方法有哪些？较最用的方法是什么？要想获得较贞洁的产品应采纳何方法？2．裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？3．什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包含那几局部？各局部的任务是什么？4．什么是次序分离流程，前脱乙烷分离流程和前脱丙烷分离流程？5．三种工艺流程的比较〔阅读下表〕比较工程次序分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，釜温低，再脱乙烷塔居首，压力大，釜脱丙烷塔居首，置于压缩机4有机化工生产工艺教案乙烯工业问题沸器不易拥塞温高，如C4以上烃含量多，段间除掉C4以上烃，再送二烯烃在再沸器聚合，影响入脱甲烷塔、脱乙烷塔，可操作且损失丁二烯防备二烯烃聚合最合适C3、C4含量许多而丁二烯含量少的气体〔如炼对裂解气不论裂解气是轻是重，都能可办理较重裂解气，特别是厂气分离后的裂解的气含C4许多的裂解气的适应性适应体〕，但不可以办理丁二烯含量许多的裂解气全部组分都进入甲烷塔，加C3、C4烃不经甲烷塔冷凝，冷量耗费重甲烷塔冷冻负荷，耗费高C4烃在脱丙烷塔冷凝，冷量而在脱乙烷塔冷凝，耗费低及利用能位的冷量多，冷量利用不利用比较合理能位的冷量，冷量利用合理合理因为有脱丙烷塔在压缩机分子筛乏味在流程中压力三段出口，分子筛只好放在分子筛枯较高而温度较低的地点，吸压力较低的地点，且三段出〔状况与次序流程同样〕口C3以上重烃不可以许多冷燥负荷附有益，简单保证裂解的露点，负荷小凝下来，影响分子筛吸附性能，所以负荷大，花费高全部馏分进入甲烷塔，负荷甲烷塔负荷小，耐低温合金该流程状况介于前两种流塔径大小大深冷塔直径大，耐低温合钢可节俭。而脱乙烷塔径大程之间金钢耗用多设施多少流程长，设施多随加氢方案不一样而不一样采纳前加氢时，设施较少二、压缩与制冷〔一〕裂解气的压缩1．为何裂解气要进行压缩？5有机化工生产工艺教案乙烯工业2．裂解气的压缩为何采纳多段压缩技术？3．裂解气压缩后的温度应控制在何范围内？为何？如何实现？4．当前大规模生产厂的裂解气压缩机都是式，一般为段。因为裂解炉的废热锅炉副产高压水蒸气，所以，多采纳压缩机，抵达能量综合利用。〔二〕制冷1．的过程称为制冷。深冷分离中常用的制冷方法有两种：制冷和制冷。2．举例说明冷冻循环制冷的原理。3．举例说明复迭制冷的原理。4．画出甲烷-乙烯-丙烯三元复迭制冷表示图。5．何谓节流膨胀制冷？三、裂解气的净化〔一〕酸性气体的脱除1．裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？2．酸性气体的根源有哪些？6有机化工生产工艺教案乙烯工业3．假定酸性气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采纳什么方法来脱除酸性气体？4．碱洗法与醇胺法脱除酸性气体的比较〔填写下表〕方法碱洗法醇胺法汲取剂长处弊端合用状况5．碱洗法流程中，碱洗塔为何要分红四段进行清洗？〔二〕脱水1．水在裂解气深冷分离中有什么危害？工业上常采纳什么方法脱除裂解气中的水分？2．工业上采纳吸附的方法脱水，用、或等作吸附剂，成效较好的是吸附剂。3．以裂解气的乏味为例，说明乏味及重生的操作过程。〔三〕脱炔1．裂解气为何要脱除炔烃？工业上脱除炔烃的方法有哪些？2．什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优弊端？3．前加氢与后加氢技术的比较〔填写下表〕。7有机化工生产工艺教案乙烯工业工程前加氢后加氢工艺流程反应器体积能量耗费操作难易催化剂用量乙烯损失量4．图2-10、图2-11、图2-12中各采纳了哪一种加氢方案？〔四〕脱一氧化碳〔甲烷化〕1．CO的根源是什么？2．裂解气为何要脱除CO？工业上脱除CO的方法有哪些？的危害四、精馏分离系统1．裂解气经压缩和制冷、净化过程为深冷分离创建了条件——、、。2．深冷分离的任务是什么？3．深冷分离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．深冷分离流程程中，脱甲烷塔系统的中心任务是什么？其轻、重重点组分是分别是何组分？8有机化工生产工艺教案乙烯工业2．为何说脱甲烷塔是分离过程中温度最低、能耗最多的塔？3．剖析原料气CH4/H2摩尔比、操作温度和压力对脱甲烷塔乙烯回收率的影响。4．为何脱甲烷塔塔项要有局部甲烷液体回流？5．脱甲烷塔提升乙烯回收率的举措有哪些？6．什么是冷箱？什么是前冷流程和后冷流程？〔二〕乙烯精馏1．乙烯精馏的目的是什么？2．剖析温度、压力能乙烯精馏的影响。3．乙烯精馏塔的改进有哪些？〔三〕丙烯塔1．丙烯精馏塔的任务是什么？其重点组分是什么？2．深冷分离操作中为提升乙烯的收率，采纳了哪些举措？3．塔是分离过程中温度最低的塔，能量耗费也最多。塔是分离系统中塔板数最多，回流比最大的一个塔，也是运行费和投资费许多的一个塔。9有机化工生产工艺教案乙烯工业五、裂解气分离操作中的异样现象〔阅读下表〕序号生产工序不正常现象产生原由碱洗法脱硫脱水

〔1〕碱洗塔H2S剖析不合格〔1〕碱洗液浓度过低；碱洗液循环量过少；泵泊车〔2〕碱洗塔CO2剖析不合格〔2〕碱洗液浓度过高乏味后水含量不合格乏味剂重生不好；使用周期过长；物料含水量过高；乏味剂结炭；装填量不够或乏味剂质量不合格〔1〕加氢反应器反应温度过〔1〕氢气参加量过高；入口温度过高；高；催化剂活性太高而选择性太差，致使乙烯深度加氢；脱炔及CO〔2〕加氢反应器温差低；〔2〕氢气与甲烷之比过小；催化剂中毒〔3〕甲烷化反应器反应温度〔3〕预热温度不高；氢气流量过高或过过低低〔1〕制冷机喘振；〔1〕流量低于颠簸点；吸入的物料温度4制冷过高；制冷剂中含不凝气过高；〔2〕制冷剂蒸发压力高；冷剂量少；制〔2〕制冷剂用后温度高冷剂中重组分含量高5〔1〕塔液泛；〔1〕加热太强烈，釜温过高；负荷过大；深冷分离〔2〕物料乏味不好，水分累积太多〔2〕冻塔第四节乙烯生产过程的节能举措一、裂解系统1．乙烯生产过程中，是乙烯装置的能耗大户，其能耗占装置总能耗的50%~60%，降低其能耗是降低乙烯生产本钱的重要门路之一。10有机化工生产工艺教案乙烯工业2．乙烯生产裂解系统有哪些节能举措？二、深冷分离系统1．在深冷分离中，有哪些节能举措？2．采纳中间冷凝器和中间再沸器的长处是什么？3．什么叫热泵？精馏塔的热泵制冷方式有哪几种？牢固与提升一、填空题1．石油烃热裂解的主要目的是，同时可得，经过进一步的别离还能够获取以及、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．轻柴油裂解生产工艺流程包含、、、四局部。3．急冷的方法有两种，一种是，另一种是。4．清焦方法有清焦和清焦法。5．烃类热裂解的操作条件宜采纳、、。6．在乙烯-丙烯复迭制冷中，向供冷，向供冷，向冷量用户供冷。7．深冷分离的任务就是依据裂解气中的不一样，用精馏的方法逐个进行分离，最后获取纯度切合要求的乙烯和丙烯产品。主要的精馏塔分别是：、、、和。11有机化工生产工艺教案乙烯工业8．在石油化工深冷分离中使用最多制冷剂是、和等。9．影响脱甲烷塔乙烯回收率的主要要素是、和。10．理论上烃类裂解制乙烯的最适合温度一般为之间，实质裂解温度的选择还与、产品散布、裂解技术、等要素相关。二、选择题1．烃类热裂解生产乙烯的原猜中，以下哪族烃的含量高些好A．烷烃B．环烷烃C．芳烃D．烯烃2．以下裂解反应条件，不可以提升乙烯收率的是A．高温B．低温C．短逗留时间D．低烃分压3．在裂解气分离的精馏分离系统中，塔板数最多的精馏塔是A．脱甲烷塔B．乙烯精馏塔C．丙烯精馏塔D．脱丁烷塔4．氨蒸气压缩制冷系统，可向用户供给的准是的温度级位是A．-30℃B．-40℃C．-100℃D．低于-100℃5．乙烯工业中，裂解气采纳吸附的方法脱水，常用吸附剂是A．活性氧化铝B．活性铁钒土C．A型分子筛D．硅胶6．乙烯工业中，经过节流膨胀提升乙烯回收率的精馏塔是A．脱甲烷塔B．脱乙烷塔C．乙烯塔D．丙烯塔7．甲烷-乙烯-丙烯三元复迭制冷中，向用户供给冷量的制冷剂是A．水B．甲烷C．乙烯D．丙烯8．烃类裂解制乙烯，采纳的压力操作方法是A．间接加压B．间接减压C．直接加压D．直接减压三、判断题1．因为烯烃带有双键，构造比较不稳固，自然界中也有大批烯烃，所以用烯烃来直接生产乙烯也是合理，经济的方法。〔〕2．升温有益于加速石油烃裂解生成乙烯的反应速率，所以温度越高越好。〔〕3．乙烯精馏塔是出成品的塔，作用相当重点，所以塔板数最多。〔〕6．石油烃热裂解中不采纳抽真空降总压是因为经济上不合理。()7．急冷的目的是将裂解炉出口高温裂解气赶快冷却，以停止其二次反应。()8．不断炉清焦就是裂解炉在清焦的同时向来不中止加原料。()12有机化工生产工艺教案乙烯工业9．概括各族烃类的热裂解反应的大概规律得出：高含量的烷烃，低含量的芳烃和烯烃是理想的裂解原料。〔〕10．尽量的增添水蒸气的量，不单能够降低烃分压并且能够实时的清焦。〔〕四、问答题1．为何在生产中要促使一次反应、克制二次反应？2．结焦与生碳的差别是什么？3．为何要对裂解气进行急冷？“间接急冷〞与“直接急冷〞各有何优弊端？工业上广泛采纳何急冷方法？4．什么叫逗留时间？逗留时间与裂解温度对裂解产物散布有何影响？5．什么叫烃分压？为何要采纳参加稀释剂的方法来实现减压目的？采纳水蒸汽为稀释剂有何长处？6．裂解气深冷分离为何采纳多段压缩技术？确立段数的依照是什么？7．裂解气净化主要包含哪些步骤？各步的目的是什么？8．乙烯精馏的影响要素有哪些？乙烯精馏过程采纳了哪些节能举措。五、综合题1．用管式炉裂解轻柴油，输入轻柴油量为1000kg/h,裂解后获取乙烯25