《乙烯生产工艺简介》课件

乙烯生产工艺简介乙烯是重要的基础化工原料，广泛应用于塑料、合成橡胶、合成纤维等领域。课程目标了解乙烯生产工艺介绍乙烯生产的背景、用途、主要工艺和设备。掌握乙烯生产流程重点讲解石油裂解法、石化焦化法和乙烷脱氢法等主要工艺流程。关注环境保护问题分析乙烯生产过程中的碳排放、废水废气处理等环境问题。乙烯简介乙烯是一种重要的基本有机化工原料，也是世界上产量最大的有机化工产品之一。乙烯是无色、无味、易燃的气体，化学式为C2H4，分子量为28.05。乙烯的分子结构是由两个碳原子和四个氢原子组成，两个碳原子之间以双键连接。乙烯的用途塑料生产乙烯是生产各种塑料的重要原料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。合成橡胶乙烯是合成橡胶的原料，用于制造轮胎、橡胶制品等。合成纤维乙烯是合成纤维的重要原料，用于制造聚酯纤维、尼龙等。其他用途乙烯还用于制造乙醇、乙醛、乙酸等重要化工产品。乙烯的主要生产工艺石油裂解法将石油馏分在高温下裂解成小分子烃，其中乙烯是最主要的产物。乙烷脱氢法利用催化剂在高温下将乙烷脱氢生成乙烯。石化焦化法将煤炭进行干馏，生成煤气，其中含有一定量的乙烯。乙烯的生产原理1热解反应乙烯生产的核心反应是热解反应。在高温下，烃类物质裂解成小分子烃类，包括乙烯、丙烯、丁烯等。2催化反应一些乙烯生产工艺使用催化剂，例如乙烷脱氢法。催化剂可以降低反应所需的温度，提高乙烯产率。3分离提纯热解或催化反应后，需要对产物进行分离和提纯，得到高纯度的乙烯产品。石化焦化法11.石油焦化将石油加热到高温，使之裂解成各种轻质烃类，同时产生大量的焦炭。22.焦炭气化将焦炭与水蒸气和空气反应，产生合成气，其中包含大量的氢气和一氧化碳。33.合成气转化将合成气中的氢气和一氧化碳转化为甲烷，并生成少量乙烯。44.乙烯分离从合成气中分离出乙烯，并进行进一步提纯。石油裂解法高温裂解将石油馏分加热至高温（800-900℃）并迅速降温，使长链烃类分子断裂生成乙烯等低分子烃类。催化裂解在催化剂的作用下，石油馏分在较低温度下裂解，提高乙烯产率并降低能耗。乙烷脱氢法乙烷脱氢法乙烷脱氢法是将乙烷在催化剂的作用下脱氢生成乙烯和氢气的过程。催化剂该方法通常使用铂、铬等金属氧化物作为催化剂，以提高反应效率。高温条件乙烷脱氢反应需要在高温条件下进行，通常在500-650°C之间。能源消耗该方法的能源消耗相对较低，因为反应温度较低。各工艺优缺点比较三种主要乙烯生产工艺各有优缺点，需要根据具体情况选择。90%石化焦化法原料成本低，但产品收率低，污染严重80%石油裂解法产品收率高，但设备投资大，能耗高70%乙烷脱氢法能耗低，但对原料要求高，技术难度大工艺流程1原料预处理去除杂质，提高原料质量2反应将原料转化为乙烯3分离提纯分离乙烯和其他副产物4产品储存储存乙烯产品，以备使用乙烯生产工艺流程复杂，涉及多个步骤。每个步骤都至关重要，影响最终的乙烯产量和质量。石化焦化法工艺流程原料预处理将原油预热并进行脱盐脱水，去除其中的杂质，防止后续工艺中结焦、腐蚀设备。焦化反应在焦化炉中将原油加热至高温，使原油裂解生成焦炭、气体和液体产物。气体分离将焦化过程中产生的气体进行分离，得到富含乙烯、丙烯、丁烯等烯烃的气体混合物。气体压缩将气体混合物进行压缩，提高气体的压力，有利于后续的分离和提纯。气体分离提纯通过深度冷冻分离、吸附分离等手段，从气体混合物中提纯出乙烯产品。石油裂解法工艺流程1原料预处理脱盐、脱水、脱硫2裂解反应高温裂解反应3裂解气分离气相分离、精馏分离4乙烯提纯深度分离和提纯5副产物处理回收利用，安全处理石油裂解法是工业生产乙烯的主要方法之一，该方法主要包含5个步骤：原料预处理、裂解反应、裂解气分离、乙烯提纯和副产物处理。乙烷脱氢法工艺流程1乙烷预处理乙烷先进行脱硫、脱水等处理，除去杂质，以提高催化剂活性。2脱氢反应乙烷在催化剂作用下，高温下脱氢生成乙烯，副产物主要为甲烷。3分离提纯反应产物经过冷凝、分离，得到乙烯产品，并将副产物甲烷回收。主要设备反应器乙烯生产的核心设备，提供合适的温度和压力，促使原料发生裂解或脱氢反应。分馏塔用于分离不同沸点的产物，获取纯度较高的乙烯等目标产物。压缩机对气体进行压缩，提高反应效率和产物分离效果。换热器用于回收热量，降低能耗，提高生产效率。反应器反应器类型乙烯生产中主要使用管式反应器，由多根平行排列的反应管组成。反应器尺寸反应器的尺寸根据生产规模和工艺要求而定，一般长达几十米，直径几米。反应器材质反应器材质一般为耐高温耐腐蚀的合金钢，例如高铬钢或耐热钢。反应器工作原理反应器内进行着高温高压下的裂解反应，将原料烃类转化为乙烯等多种产物。分馏塔主要作用分馏塔是乙烯生产工艺中重要的设备之一。它主要用于将裂解气中的不同组分分离出来，并得到高纯度的乙烯产品。工作原理分馏塔利用不同组分沸点的差异，通过塔内的填料或塔板实现分离。高温裂解气进入塔顶，经过一系列的冷凝和汽化过程，最终从塔底得到乙烯产品，从塔顶得到轻组分。压缩机11.提高压力压缩机将气体或液体压缩到所需的压力，以确保后续工艺的顺利进行。22.推动气流压缩机将气体输送到所需的设备，如反应器或分离塔。33.节能效率现代压缩机采用高效率技术，减少能源消耗，降低生产成本。44.安全可靠压缩机在乙烯生产过程中发挥着重要作用，需要确保安全可靠，稳定运行。换热器热量交换换热器在乙烯生产过程中起到关键作用，用于热量交换，提高能源效率。工艺流程优化通过热量传递，换热器可有效提高反应温度，促进反应进行，降低能耗。节能降耗换热器可回收废热，降低能源消耗，减少环境污染。种类多样乙烯生产中常用的换热器类型包括管式换热器、板式换热器等。主要操作参数温度乙烯生产过程中，不同反应阶段需要控制不同的温度，以确保反应顺利进行，提高产率。压力压力控制影响着反应速率、产物分离和能量消耗。原料比例原料比例会影响产物组成和生产成本，需要根据具体情况进行调整。进料速率进料速率影响生产规模和反应效率。温度裂解炉850-950℃脱氢反应器550-650℃乙烯生产工艺中，温度是关键参数。不同工艺对反应温度有不同要求，如裂解炉温度远高于脱氢反应器。压力乙烯生产过程中，压力对反应速率、平衡转化率和产品收率等影响较大。压力越高，反应速率越快，但平衡转化率降低，产品收率可能会有所降低。原料比例工艺原料比例石化焦化法石油焦100%石油裂解法轻质石油馏分80-90%乙烷脱氢法乙烷90-95%进料速率进料速率是指乙烯生产过程中原料进入反应器的速度，单位通常为吨/小时或立方米/小时。进料速率对乙烯产量、产品收率、能源消耗和设备安全都具有重要影响。选择合适的进料速率可以优化生产效率，提高产品质量。100-500吨/小时典型进料速率50-100立方米/小时气体原料5-10流量计监测进料速率0.5-2压力进料压力产品收率乙烯丙烯丁烯其他乙烯收率通常在30%到40%之间，根据原料类型和工艺参数而有所不同。其他产品包括丙烯、丁烯、芳烃等。能源消耗乙烯生产工艺的能源消耗主要包括以下几个方面:80%原料乙烯生产的主要原料为石油或天然气，其消耗量占总能耗的80%以上。15%动力压缩机、泵等设备需要消耗大量的电能。5%蒸汽生产过程中需要大量蒸汽进行加热和冷却。乙烯生产工艺的能源消耗与工艺类型、生产规模、原料性质等因素密切相关。环境影响及治理碳排放乙烯生产过程中会产生大量的二氧化碳和其他温室气体，对环境造成影响。可以通过采用低碳技术，提高能源效率，减少碳排放。废水处理乙烯生产会产生废水，需进行处理以减少污染。采用先进的废水处理技术，可以将废水转化为可利用资源。废气处理乙烯生产过程中会产生废气，需进行净化处理。通过采用高效的废气处理技术，可以将废气中的有害物质去除。碳排放1二氧化碳排放乙烯生产过程中，主要排放二氧化碳，占总排放量的80%以上。2温室气体二氧化碳是主要的温室气体，对全球气候变化有显著影响。3减排措施优化生产工艺，提高能源利用效率，使用清洁能源，碳捕获与封存技术。废水处理废水处理乙烯生产过程中产生的废水主要包括含油废水、含酚废水、含盐废水等，需要经过预处理、生物处理、深度处理等环节进行处理。处理工艺常用的废水处理工艺包括物理法、化学法、生物法等，根据具体情况选择合适的工艺组合。达标排放经过处理后的废水需要达到国家排放标准，确保不污染环境。废气处理燃烧法燃烧法是利用高温将废气中的有害物质氧化成无害物质，如二氧化碳和水。吸收法吸收法是利用液体吸收剂将废气中的有害物质吸收，从而达到净化目的。吸附法吸附法是利用固体吸附剂将废气中的有害物质吸附，从而达到净化目的。生物法生物法是利用微生物降解废气中的有害物质，从而达到净化目的。总结乙烯生产工艺发展乙烯生产工艺不断改进，提高效率、降低成本，减少环境影响。对国