烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識

1、神華包頭 神華集團(tuán) 煤化工公司 SHENHUA GROUP烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教材 0 版SBCCC-164-T-30第 1 頁共 34 頁烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識曹剛黃從軍0版供培訓(xùn)用張延斌夏季閆國春2008.7.25版次說明編制人審核人批準(zhǔn)人批準(zhǔn)日期編制部門烯烴中心發(fā)布日期2008.7.16實(shí)施日期2008.7.30本文件知識產(chǎn)權(quán)屬神華包頭煤化工公司所有，未經(jīng)授權(quán)許可或批準(zhǔn)，不得對公司以外任何組織或個(gè)人提供；任何外部 組織或個(gè)人擅自獲取、使用、轉(zhuǎn)讓文件的行為均屬侵權(quán)。本文件由文件編制部門負(fù)責(zé)解釋。目錄1裝置概述32技術(shù)分類及特點(diǎn)33裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)34裝置生產(chǎn)工藝原理95裝置工藝流程說明136

2、裝置主要控制回路簡介177裝置主要控制回路簡介198裝置布置簡介309裝置三廢排放簡介31本裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 30 萬噸 / 年乙烯和 30 萬噸 / 年丙烯，占地面積 230× 110m2。烯烴罐區(qū)為 MTO裝置的配套設(shè)施，由中國石化上海工程公司進(jìn)行工藝包設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)；烯名師精編 優(yōu)秀資料烴分離裝置采用 Lummus前脫丙烷及后加氫，丙烷洗工藝技術(shù)替代傳統(tǒng)烯烴分離深冷分離技術(shù)，由 ABB Lummus進(jìn)行工藝包設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)。同時(shí)ABB Lummus將部分基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)包給中石化上海工程公司。此工藝與常規(guī)乙烯分離工藝相比較簡單，主要區(qū)別有：此工藝無前冷系統(tǒng)；無乙烯制冷

3、壓 縮機(jī)，無深冷系統(tǒng)。3.1 裝置能力本裝置的設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)30 萬噸聚合級乙烯產(chǎn)品和30 萬噸聚合級丙烯，裝置的年生產(chǎn)時(shí)間為 8000 小時(shí)/ 年，連續(xù)生產(chǎn)。裝置的操作彈性為70 120。3.2 產(chǎn)品方案本裝置的產(chǎn)品方案為年產(chǎn)30 萬噸聚合級乙烯產(chǎn)品和30 萬噸聚合級丙烯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)9.9 萬噸混合 C4，2.6 萬噸 C5 以上產(chǎn)品以及 4.9 萬噸燃料氣。其中聚合級乙烯產(chǎn)品，聚合級丙烯產(chǎn)品、混合 C4 產(chǎn)品以及 C5 以上產(chǎn)品分別送往烯烴罐區(qū)的儲罐。燃料氣則送往全 廠的燃料氣管網(wǎng)。3.3 裝置組成本裝置由以下四個(gè)單元組成：生產(chǎn)裝置烯烴罐區(qū)配套公用工程 輔助設(shè)施（界外工程）3.4 原料規(guī)

4、格（見表 3.4 1表 3.45）表 3.4 1 反應(yīng)氣規(guī)格組成工況 1（ wt%）工況 2 （ wt%）工況 3 （ wt%）范圍（ wt%）水2.983.143.25氫氣70.1-0.5氮?dú)?0.1-0.4二氧化碳0.150.080.130.06-0.16一氧化碳70.1-0.4氧氣0.000950.000950.000940.001-0.016氮氧化物2.98E-082.98E-082.95E-080.2ppb甲烷0.581.751.810.5-2.3乙烷1.330.781.470.7-1.5乙烯32.9139.1241.

5、8232-42組成工況 1（ wt%）工況 2 （ wt%）工況 3 （ wt%）范圍（ wt%）乙炔0.0050.0020.0050.002-0.04丙烷4.662.573.152.3-5.0丙烯41.8839.0634.1834-43甲基乙炔0.00050.000230.00050.0002-0.002丙二烯0.00050.000230.00050.0002-0.002環(huán)氧丙烷0.0090.0040.0090.003-0.01正丁烷0.920.430.360.3-1.0異丁烷0.020.020.021- 丁烯0.370.380.589.0-12異丁烯0.032.692.38順 -2- 丁烯

6、3.952.892.62反 -2- 丁烯5.583.973.611，3 丁二烯00.220.15丁炔0.020.020.02正戊烷0.060.060.062.9-4.5異戊烷0.030.030.03C6+2.832.883.19甲醇0.0040.10.090.01-0.2二甲醚1.160.080.010.01-1.17乙醇0.020.020.020.01-0.03丙醛0.020.020.020.02-0.04丙酮0.030.030.030.03-0.05甲基乙基酮0.020.020.020.02-0.04乙酸0.0010.0010.0010.001-0.002苯0.020.020.020.02

7、-0.03表 3.4 2 PP 循環(huán)氣規(guī)格組成數(shù)量單位丙烯91.36wt%丙烷0.46wt%氧6996Ppm vol一氧化碳3061ppm vol二氧化碳9620ppm vol表 3.4 3 富丙烷排放液規(guī)格組成數(shù)量單位丙烯15.4wt%丙烷84.6wt%表 3.4 4 氫氣規(guī)格組成規(guī)格PSA 氫氣（變壓吸附）99.9 mol%表 3.4 5 開工用 C4 規(guī)格組成規(guī)格（工況1）乙烷，乙烯0 wt%丙烷0.38 wt%丙烯0.27 wt%正丁烷13111397531906388295 wwwwwttttt%異丁烷異丁烯順二丁烯反二丁烯C5 及以上組分0.13 wt%3.5 產(chǎn)品規(guī)格（見表 3.

8、5 1表 3.54）表 3.5 1 聚合級乙烯規(guī)格組成含量乙烯 99.95% vol甲烷乙烷 500 ppm vol丙烯及以下重組分 10 ppm vol氫5 ppm vol一氧化碳2 ppm vol二氧化碳2 ppm vol總羰基（以 MEK計(jì)）1 ppm vol氧1 ppm vol乙炔4 ppm vol硫化物（以硫化氫計(jì)）1 ppm vol甲醇1 ppm vol水1 ppm volMAPD5 ppm vol總含氮量（以氮計(jì)）5 ppm vol表 3.5 2 聚合級丙烯產(chǎn)品規(guī)格組成含量丙烯 99.6% vol丙烷 0.4 vol乙烯 20 ppm volMAPD( 丙炔和丙二烯混合物 )5

9、ppm vol丁二烯1 ppm vol丁烯1 ppm vol氧1 ppm vol一氧化碳2 ppm vol二氧化碳5 ppm vol氫5 ppm vol總硫化物1 ppm wt水5 ppm wt甲醇1 ppm wt乙炔2 ppm vol乙烷 200 ppm vol氧化物含量1 ppm wt表 3.5 3 混合 C4 產(chǎn)品規(guī)格組成含量C3 及 C3 以上組分 0.5 wtC5 及 C5 以下組分 0.5 wt表 3.5 4 C5 以上產(chǎn)品規(guī)格組成含量C4 及 C4 以上組分 0.5 wt3.6 輔助材料、催化劑和化學(xué)品規(guī)格牌號 分子篩 UOP 型 3A-EPG-2 或 3A-EPG形狀 1/8

10、”顆?；?1/16 ”顆粒 干燥器數(shù)量 2 臺 裝填容積 22m3(14,300kg)/ 臺 干燥器運(yùn)行時(shí)間 36 小時(shí) 6 小時(shí)防護(hù)床 預(yù)計(jì)使用壽命 3 5 年牌號 分子篩 UOP 型 3A-EPG 形狀 1/16 ”顆粒 干燥器數(shù)量 2 臺裝填容積 43m3(28,000kg)/ 臺 干燥器運(yùn)行時(shí)間 72 小時(shí) 預(yù)計(jì)使用壽命 3 5 年形狀 1/16 ”顆粒干燥器數(shù)量 1 臺 裝填容積 4m3(2,600kg) 干燥器運(yùn)行時(shí)間 168 小時(shí) 預(yù)計(jì)使用壽命 3 5 年牌號 分子篩 UOP 型 AZ-300形狀 7X14 珠子狀 干燥器數(shù)量 2 臺裝填容積 40m3(27,000kg) 干燥器

11、運(yùn)行時(shí)間 48 小時(shí) 預(yù)計(jì)使用壽命 3 5 年形狀 2-4 mm 球型狀 反應(yīng)器數(shù)量 2 臺 裝填容積 6.75m3/ 臺預(yù)計(jì)使用壽命 5 年 循環(huán)周期 6 10 個(gè)月 選擇性 -3% -43%乙烯轉(zhuǎn)化率3.6.2 化學(xué)品規(guī)格 商業(yè)級( 32 wt 氫氧化鈉) 濃度 32 wt 氫氧化鈉 消耗量 1002 kg/h規(guī)格 輕循環(huán)油 消耗量 300 kg/h型號 EC3430A(Nalco 提供)用法 15 40ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 27 kg/h型號 EC3144A（Nalco 提供） 用法 10ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 11 kg/h型號 EC3002A

12、（Nalco 提供） 用法 5ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 10 kg/h型號 EC3214A（Nalco 提供） 用法 25ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 8 kg/h型號 EC3071A（Nalco 提供） 用法 50ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 2 kg/h型號 EC3267A（Nalco 提供） 用法 150ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)） 消耗量 最大 1 kg/h規(guī)格 99.6mol 用法 開車用或丙烯制冷系統(tǒng)補(bǔ)充用 消耗量 最大 40 m3/h （間歇） 9、 甲醇規(guī)格 商業(yè)級 99.85 純甲醇用法 解凍消耗量 最大 6 t/h （間歇）原料

13、甲醇經(jīng)過催化反應(yīng)制得了裂解氣，裂解氣的組成相當(dāng)復(fù)雜，約有上百種組分。其中即包含有用的組分，也含有一些有害物質(zhì)。裂解氣的凈化分離任務(wù)就是除去裂解氣中有害雜質(zhì)，分離出單一烯烴產(chǎn)品或烴的餾分，為基本有機(jī)化工工業(yè)和高分子化學(xué)工業(yè)等提供合格的原料。壓縮、堿洗、干燥、精餾、加氫精制、分離、等工序生產(chǎn)出合格產(chǎn)品聚合級乙烯、丙烯、 化學(xué)級丙烯及其他的副產(chǎn)品。裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體， 其沸點(diǎn)很低， 如果在常壓下進(jìn)行各組分的冷疑分離， 則所需的分離溫度很低， 需要大量冷量。 為了使分離溫度不太低， 可以適當(dāng)提高分離壓力。 本套裝置采用分離工藝，所需的分離操作壓力，由離心式裂解氣壓縮機(jī) C401 實(shí)現(xiàn)。

14、本裝置在裂解氣升壓過程中采用四段壓縮，前三段設(shè)置冷卻器，并采用“逆閃”工藝及壓 縮機(jī)吸人管線和殼體注水技術(shù)，來降低壓縮機(jī)功耗，避免聚合物生成并沉積在壓縮機(jī)擴(kuò)壓 器和葉片上。由于裂解氣組成比較復(fù)雜，含有較重的不飽和烴（如丁二烯等），經(jīng)過壓縮，裂解氣壓力 提高，溫度上升，重質(zhì)的二烯烴能發(fā)生聚合，生成的聚合物或焦油沉積在離心式壓縮機(jī)的 擴(kuò)壓器和葉片上，嚴(yán)重危及操作的正常進(jìn)行，降低壓縮效率。因此，在壓縮機(jī)每段入口處 噴入一定量的霧化水，使噴入量正好能濕潤壓縮機(jī)通道，以防聚合物和焦油的沉積。二烯 烴的聚合速度與溫度有關(guān)，溫度越高，聚合速度越快。以聚合現(xiàn)象發(fā)生，各段排出溫度不 能高于 90。利用中壓除氧水

15、、直接將水注入到裂解氣壓縮機(jī)C3101 的前三段殼體內(nèi)，不但避免聚合物的生成及在葉輪和擴(kuò)壓器內(nèi)結(jié)垢， 而且使吸入溫度明顯降低， 使得壓縮機(jī)功耗也得以降低。 逆閃；裂解氣壓縮機(jī) C401 的第 III 段吸入罐和第 III 段排出罐中的烴和水蒸汽凝液依次 閃蒸至前一段吸入罐中，從而使前一段裂解氣吸入溫度得以降低。裂解氣中的酸性氣體主要有 CO2，會對后序工序造成影響。 CO還會使加氫催化劑中毒， 因 此必須除去這引起有害雜質(zhì)。本裝置采用堿洗法，即用苛性鈉溶液（NaOH）洗滌裂解氣，在洗滌過程中， NaOH和裂解氣中的酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 生成的硫化物和碳酸鹽溶于廢堿中， 從而除去這些酸性氣體，

16、 可以除凈到幾個(gè) ppm以下：主要反應(yīng)方程式如下：CO2+2NaOH Na2CO3 +H2O上述反應(yīng)是在堿洗塔 T402中完成的。 裂解氣從 T402中底部進(jìn)入， 由塔頂排出。 T402 分四 段。上段堿濃度為 4.21%左右，中段堿濃度為 4.03%左右，下段堿濃度為 0.68%左右，頂段采用水洗，以除去裂解氣體中夾帶的堿。裂解氣中含有一定量的水份，因此在裂解氣進(jìn)入低溫系統(tǒng)前要進(jìn)行干燥脫水。否則，水將名師精編 優(yōu)秀資料 形成烴類水合物，結(jié)冰，嚴(yán)重堵塞管道和設(shè)備，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 本裝置采用 3A 分子篩做干燥劑。分子篩是人工合成的一種高效能吸附劑，具有穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)晶硅鋁酸鹽。分子篩具有

17、均勻的微孔，可篩分大小不同的分子。比孔口直徑小的分子，通過孔口進(jìn)入內(nèi)容空穴，吸 附在空穴內(nèi)，而后在再生條件下脫附出來。而比孔口直徑大的分子則不能進(jìn)入，這樣就可 把分子大小不同的混合物加以分開，好象分子被過了篩一樣，所以稱為分子篩。分子篩是一種離子型極性吸附劑，具有極強(qiáng)的吸附選擇性。例如 4A 分子篩可吸附水，乙 烷分子，而 3A 分子篩只能吸附水分子而不吸附乙烷分子。分子篩在溫度低時(shí)，吸附能力較強(qiáng)，吸附容量較高，隨著溫度升高吸附能力變?nèi)?，吸附?量降低。因此，分子篩在常溫或略低于常溫下可使裂解氣深度干燥。分子篩在吸附水后， 可用加熱的方法，使分子篩吸附的水分脫附出來，達(dá)到再生的目的，為了促進(jìn)脫

18、附，可用 干燥的 N2 加熱至 200250作為分子篩的再生載氣，使分子篩中所吸附的水份脫附后帶 出。1、加氫機(jī)理氣相組分在固體催化劑上進(jìn)行加氫反應(yīng)主要經(jīng)歷三個(gè)步驟：第一步，乙炔、氫從氣相擴(kuò)散 到催化劑表面上，在其上進(jìn)行吸附；第二步，吸附的乙炔在催化劑上進(jìn)行表面反應(yīng)被加氫 成乙烯或進(jìn)一步加氫為乙烷；第三步，吸附的乙烯或乙烷從催化劑表面脫附，擴(kuò)散到氣相 中去。2、催化劑的加氫選擇性和提高選擇性的措施 催化劑的加氫選擇性不但與活性組分的性質(zhì)有關(guān)，還與催化劑孔容、催化劑制備方法、操 作溫度和壓力等有關(guān)。因此，正確選擇活性組分和載體，適當(dāng)調(diào)整活性以及合理確定操作 條件，可以提高選擇性。具體措施如下：一

19、是使催化劑局部中毒。例如向 pd 催化劑中加入適量的 Ag、Cu、 Cr，向非鈀催化劑中加 入適量 Mo、 Cr、 Zn 等。也可以在氣相中通入適量的CO、H2S以及喹啉、醋酸鉛或羰基硫等均可使催化劑局部中毒，例如 H2S 對 Ni-Co-Cr 催化劑可提高其選擇性，在氫氣中混入 20PPm的 CO也可以提高催化劑的加氫選擇性。二是使用載體。選擇大孔徑的載體，使吸附乙烯易于脫附，Al2O3、 SiO2 作載體可提高選擇性?，F(xiàn)在工業(yè)上廣泛采用 -Al2O3 作載體。三是選用適宜的反應(yīng)條件。氫分壓是操作條件中最重要的一個(gè)參數(shù)，因?yàn)橐胰苍跉庀嘀械?含量是已定的，故氫分壓的大小，是由氫炔比的大小來決定

20、的。為了充分脫除乙炔要使氫 炔比大于 1。但使用時(shí)，為了提高加氫選擇性，保證乙炔充分被加氫，同時(shí)還要保證乙烯 在反應(yīng)中不被多量加氫，一般氫炔比取 2 為宜。至于操作總壓不宜過高，否則會增加擴(kuò)散名師精編 優(yōu)秀資料阻力，一般總壓可控制在 2035 大氣壓。3、加氫反應(yīng)器型式 氣固相固定床催化加氫反應(yīng)器從傳熱角度看主要有兩種基本型式， 即換熱式反應(yīng)器和絕熱 式反應(yīng)器。4、加氫反應(yīng)器的敏感性及其失控防止 由前討論可知，含少量乙炔的烯烴的選擇性加氫是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)。在選擇反應(yīng) 器型式和確定控制方案時(shí)必須考慮到以下幾個(gè)因素。一是系統(tǒng)內(nèi)存在一些相互競爭的放熱反應(yīng)，各個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)是很大的。特別是在催

21、化劑 選擇性下降時(shí)，反應(yīng)放熱量更大。二是乙烯損失率要盡可能低，對乙炔的脫除率要求盡可能高。近年來成品乙烯中乙炔的含 量要求不得超過 15PPm。近年來聚合級丙烯中甲基乙炔和丙二烯的含量不得超過5PPm。三是系統(tǒng)對操作參數(shù)變化的敏感性大，尤其是對溫度的敏感性更為突出。例如，某一定型 式的反應(yīng)器在最佳進(jìn)料溫度附近，溫度上升1%，乙烯損失率增加 20%；溫度下降 1%，乙炔脫除率下降，乙炔在反應(yīng)器出口處濃度增加700%。5、加氫反應(yīng)器的控制 由前討論可知，加氫反應(yīng)器的控制系統(tǒng)不但要能迅速、準(zhǔn)確和可靠地反映出系統(tǒng)參數(shù)的變 化，而且還能及時(shí)地把受到外界干擾影響而偏離正常狀態(tài)的參數(shù)，自動地回復(fù)到規(guī)定的數(shù)

22、值范圍內(nèi)，保證反應(yīng)器出口乙炔的濃度符合要求，不出現(xiàn)失控。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛使用，乙炔加氫裝置的控制有了飛躍發(fā)展。提高乙烯回收率、減少 氫消耗和提高乙炔脫除率的最優(yōu)或精密控制方案已有不少。概括起來大體可分為兩種類 型，其一，是根據(jù)反應(yīng)器出口組成（或溫度）和進(jìn)料組成，控制進(jìn)料溫度和反應(yīng)器的進(jìn)出 口溫差，使反應(yīng)器出口乙炔組成達(dá)到要求，其二，是根據(jù)反應(yīng)器出口組成和溫度，控制進(jìn) 料分子比和進(jìn)料溫度，使出口乙炔符合規(guī)定值要求。其中以控制進(jìn)料溫度和進(jìn)出口溫差的 方法最為簡便，應(yīng)用最多。6、加氫脫炔的工藝問題和操作改進(jìn)前加氫與后加氫 在乙烯回收和精制過程中，根據(jù)乙烯加氫反應(yīng)器所居位置，而分為前加氫和后加氫工

23、藝。 所謂前加氫，即乙炔加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之前，在裂解氣壓縮機(jī)某一段間；所謂后加 氫，即乙烴加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之后， C2 餾分脫炔。前加氫因在脫甲烷塔之前進(jìn)行，氫氣尚未分出，可以利用裂解氣中的氫進(jìn)行加氫反應(yīng)，所名師精編 優(yōu)秀資料 以又稱自給加氫。由于不用外加氫氣的供應(yīng)，故流程簡單，冷量利用合理。目前前加氫催 化劑可采用鈀系催化劑或非鈀系催化劑。前加氫原料為一切割去 C4- 餾分以后的裂解氣， 含組分由 H2到 C3烴。前加氫的主要缺點(diǎn)是操作壓力低，乙炔處于極為稀釋狀態(tài)，處理氣體量大，催化劑體積和 反應(yīng)器容積大；原料組成復(fù)雜、重質(zhì)烴多；由于自給氫的氫分壓不能精細(xì)調(diào)節(jié)，氫分壓對 加氫選擇

24、性的影響很大，當(dāng)加氫選擇性差時(shí)，少部分乙烯也被加氫，乙烯損失率較高。后加氫因?yàn)槭窃诿摷淄樗筮M(jìn)行，氫氣已分走，所以要外界補(bǔ)充氫氣。外部供氫可以精 細(xì)調(diào)節(jié)氫氣配入量， 使氫炔比剛好滿足乙炔加氫要求， 氫還稍有過量 ( H2/C2H2=2:13:1 )， 有利于提高選擇性，減少乙烯的加氫損失。后加氫催化劑及其使用情況。后加氫催化劑主要是鈀系催化劑。 原料雜質(zhì)少， 催化劑壽命長， 操作壓力高， 催化劑量少， 反應(yīng)設(shè)備容積小。后加氫的主要優(yōu)點(diǎn)是選擇性好，故被多數(shù)工廠所采用。由界區(qū)外來的裂解氣進(jìn)入輕烯烴回收單元的四段離心式壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。為減少結(jié)焦，壓 縮機(jī) 1到 3段采用注水方式來保持裂解氣排出溫度

25、低于90。壓縮機(jī) 1段和 2段排出裂解氣在壓縮機(jī)后冷卻器中分別冷卻到 38和 37.5 ，從 2 段排出罐排出的凝液循環(huán)到 2 段 吸入罐，從 2 段吸入罐排出的凝液送到界區(qū)的水 / 甲醇塔。壓縮機(jī)一段出口壓力為 0.259MPag，壓縮機(jī)二段出口壓力為 0.814MPag。在壓縮機(jī) 2 段和 3 段之間，利用水洗和堿洗除去裂解氣中的酸性氣。從2 段排出罐排出的裂解氣在進(jìn)入堿洗塔前，先經(jīng)過一個(gè)水洗塔脫除含氧化物，水洗塔的洗水來自于甲醇制烯 烴單元的凈化水， 塔底抽出的廢水返回到甲醇制烯烴單元進(jìn)行處理。 為了防止原料氣冷凝， 水洗塔塔頂出來的裂解氣用熱水預(yù)熱到 42.5 。在堿洗塔中， 原料氣中

26、的酸性氣通過與來 自界區(qū)外的新鮮堿接觸被除去，新鮮堿在進(jìn)塔前要進(jìn)行稀釋。為完全除去酸性氣體，堿洗 塔包括三段堿循環(huán)和一個(gè)水洗循環(huán)。每一個(gè)堿循環(huán)段都有一個(gè)堿循環(huán)回路，堿液從循環(huán)段 底部泵送到循環(huán)段頂部。 堿循環(huán)回路中注入黃油抑制劑。 在堿洗塔的頂部， 有一個(gè)水洗段， 以阻止堿被原料氣攜帶到下游設(shè)備。洗水主要用于稀釋上部的循環(huán)堿。廢水送到界區(qū)外處 理，堿洗塔廢堿送到界外焚燒爐處理。在堿洗塔中除去酸性氣后，裂解氣經(jīng)壓縮機(jī)中 3 段壓縮。壓縮機(jī)三段排出壓力為2.021MPag。壓縮機(jī)排出裂解氣在壓縮機(jī) 3 段的冷卻器中用水從 90冷卻到 40。裂解氣名師精編 優(yōu)秀資料首先在干燥器進(jìn)料 1號冷卻器中與脫

27、甲烷塔進(jìn)料進(jìn)行熱交換， 然后在干燥器進(jìn)料 2 號冷卻 器中用丙烯冷劑冷卻到 12，再送到壓縮機(jī) 3 段排出罐。 來自 3 段排出罐裂解氣進(jìn)入干燥 器。裂解氣中的水和烴在壓縮機(jī) 3 段排出罐中分離，水循環(huán)到 3 段吸入罐，從罐中回收的 凝液送到界區(qū)的急冷塔。冷凝下來的烴液用泵送到聚結(jié)器，在這里水和烴完全分離，從聚 結(jié)器來的烴物流送到液相干燥器。裂解氣在兩臺分子篩干燥系統(tǒng)中干燥。為了保證連續(xù)操作，提供兩臺裂解氣干燥器，一臺 在線，另一臺進(jìn)行再生。干燥器出來的裂解氣在進(jìn)入高壓脫丙烷塔之前要進(jìn)行過濾。 裂解氣氣相干燥器設(shè)計(jì)在再生前運(yùn)行 30 小時(shí)。另外，設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)床，保證在再生前運(yùn) 行 6 小時(shí)。干

28、燥劑期望最大壽命為 5 年。烴凝液也在兩臺分子篩干燥系統(tǒng)干燥中。為了保證連續(xù)操作，提供兩臺液相干燥器，一臺 在線，另一臺進(jìn)行再生。烴凝液在進(jìn)入高壓脫丙烷塔底前進(jìn)行過濾。液相干燥器設(shè)計(jì)在再生前運(yùn)行 168小時(shí)，干燥劑期望的最大壽命為 5 年。再生部分包括：干燥器再生器進(jìn)出料換熱器，再生氣加熱器，再生氣冷卻器以及干再生氣緩沖罐。來自界區(qū)外的天然氣用于周期性地再生下列設(shè)備：裂解氣氣相干燥器烴凝液液相干燥器乙炔轉(zhuǎn)化干燥器乙烯產(chǎn)品干燥器丙烯產(chǎn)品保護(hù)床再生氣在送到用戶之前用熱的再生氣和高壓蒸汽進(jìn)行加熱， 從用戶來的再生氣用再生器進(jìn) 出料換熱器和再生氣冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的再生氣送到再生氣緩沖罐除去水，然

29、后送 到火炬系統(tǒng)，從再生氣緩沖罐來的凝結(jié)水送到界區(qū)外急冷塔。脫丙烷塔系統(tǒng)包括兩個(gè)塔，每個(gè)塔在不同的壓力下操作，從裂解氣氣相干燥器來的裂解氣 和從烴凝液液相干燥器來的烴液進(jìn)入高壓脫丙烷塔。高壓脫丙烷塔塔頂操作溫度為 16，塔頂操作壓力為 1.835MPag，塔底操作溫度為 80。 來自高壓脫丙烷塔塔頂冷凝器的凝液為高壓脫丙烷塔提供一部分回流， 來自高壓脫丙烷塔 的含有碳 3 組分的輕組分的塔頂物流送到壓縮機(jī) 4 段。高壓脫丙烷塔底物流用冷卻水冷卻后送到低壓脫丙烷塔， 來自低壓脫丙烷塔的塔頂物流用 丙烯冷劑全部冷凝，凝液用于高壓和低壓脫丙烷塔的回流。從低壓脫丙烷塔來的塔底物流 含有碳 4 和較重的

30、組分作為脫丁烷塔的進(jìn)料。 低壓脫丙烷塔塔頂操作溫度為 15， 塔頂操名師精編 優(yōu)秀資料作壓力為 0.762MPag，塔底操作溫度為 82。高壓脫丙烷塔用低低壓蒸汽作為加熱熱源。低壓脫丙烷塔正常時(shí)用急冷水作為加熱熱源， 開工或急冷水不正常時(shí)用低低壓蒸汽作為加熱熱源。來自高壓脫丙烷塔的塔頂物流在壓縮機(jī) 4 段壓縮到 3.15MPag，壓縮的物流通過給脫甲烷塔 再沸器和乙烯分餾塔再沸器提供熱量而急冷，裂解氣物流用丙烯冷劑深冷到-37 ，在脫甲烷塔進(jìn)料罐中部分冷凝，液體和氣體進(jìn)到脫甲烷塔。高壓和低壓脫丙烷塔中要加入阻聚 劑。來自脫甲烷塔進(jìn)料罐的汽相和凝液進(jìn)到高壓脫甲烷塔適當(dāng)?shù)拇矊樱?來自丙烯精餾塔底的

31、丙 烷洗物流進(jìn)入脫甲烷塔前，用尾氣及-24 級別的丙烯冷劑過冷，丙烷洗液與脫甲烷塔頂回流混合后進(jìn)到脫甲烷塔塔頂。由于用丙烷洗和 4 段壓縮，脫甲烷塔在足夠高的壓力下操 作，用 -40 的丙烯冷劑，減少了脫甲烷塔頂物流的乙烯損失。脫甲烷塔塔頂操作溫度為 -10 ，塔頂操作壓力為 2.64MPag，塔底操作溫度為 11。 脫甲烷塔利用用裂解氣進(jìn)行再沸。包含碳 2 和碳 3 的塔底物流分成兩股物，一股脫甲烷塔 底物流送到脫乙烷塔作為上部進(jìn)料， 另一部分用于冷卻裂解氣壓縮機(jī) 3 段排出罐物流并作 為脫乙烷塔下部進(jìn)料，脫甲烷塔塔頂物流在尾氣換熱器中被加熱后送到界區(qū)外。脫甲烷塔的塔底產(chǎn)品分成兩股物流作為脫

32、乙烷塔的進(jìn)料， 脫乙烷塔頂物流直接作為乙炔加 氫反應(yīng)器（一臺運(yùn)行，一臺備用）進(jìn)料，加氫用的氫氣由裝置外供應(yīng)，加氫后的碳二物流 作為乙烯精餾塔的進(jìn)料，脫乙烷塔回流由-24 丙烯冷劑作為冷凝介質(zhì)，正常生產(chǎn)時(shí)再沸介質(zhì)為甲醇制烯烴單元來的水洗水。開工或水洗水不正常時(shí)用低低壓蒸汽作為加熱熱源。 脫乙烷塔塔頂操作溫度為 -20 ，塔頂操作壓力為 2.392MPag，塔底操作溫度為 63。 乙烯精餾塔有一個(gè)塔底再沸器和一個(gè)中間再沸器，以便從塔內(nèi)回收最大冷量。中間再沸器 用-24 的丙烯汽相作再沸介質(zhì)。主再沸器的熱量由裂解氣提供，塔頂物流用-40 的丙烯冷劑冷凝。 從回流罐來的液體全部分作為塔的回流， 聚合級

33、的乙烯產(chǎn)品從塔的第 7 層塔板， 抽出，自壓到界區(qū)外的貯罐。乙烯精餾塔塔頂操作溫度為 -34 ，塔頂操作壓力為 1.625MPag，塔底操作溫度為 -12 。 乙烯產(chǎn)品靠乙烯塔自壓到乙烯球罐（界區(qū)外），乙烯液體從球罐用泵加壓到界區(qū)壓力，用 丙烯冷劑加熱后作為氣體產(chǎn)品送到 PE 裝置。乙烷從乙烯精餾塔底抽出，在尾氣換熱器中 加熱氣化后送到界區(qū)外燃料氣系統(tǒng)。丙烯精餾系統(tǒng)用兩塔系統(tǒng)將進(jìn)料分成聚合級丙烯以及丙烷。 塔的操作壓力要保證 2 號丙烯精餾塔的塔頂物流能用冷卻水來進(jìn)行冷凝。正常生產(chǎn)時(shí)，第一丙烯精餾塔再沸器的熱量由急冷水提供，第二丙烯精餾塔再沸器由水洗水提供。非正常時(shí)第一丙烯精餾塔用低低壓蒸名師

34、精編 優(yōu)秀資料汽作為加熱熱源。 聚合級的丙烯產(chǎn)品用冷卻水冷到 38，然后通過丙烯產(chǎn)品保護(hù)床送到界區(qū)。丙烯產(chǎn)品保護(hù)床系統(tǒng)由兩臺床層構(gòu)成，一臺操作，一臺備用，用于除去甲醇和其他氧 化物。第二丙烯精餾塔塔頂操作溫度為46，塔頂操作壓力為 1.791MPag，塔底操作溫度為 52。第一丙烯精餾塔塔頂塔底操作溫度為59 。從丙烯精餾塔 1 號塔底抽出的丙烷被分成兩股物流， 一部分丙烷物流被冷卻后送到脫甲烷 塔作為丙烷洗液，而剩余的丙烷在尾氣換熱器中換熱后送到界區(qū)外的燃料氣系統(tǒng)。含有碳 4 和較重組分的低壓脫丙烷塔底物流作為脫丁烷塔的進(jìn)料。 脫丁烷塔塔頂物流用冷卻水冷凝，塔底物流用低低壓蒸汽進(jìn)行再沸。從脫

35、丁烷塔回流罐來 的一部分液體作為回流回到塔內(nèi)，一部分作為混合的碳 4 產(chǎn)品。塔底 C5+產(chǎn)品加壓到界區(qū) 壓力并用冷卻水冷卻到 38 送到界區(qū)外。脫丁烷塔塔頂操作溫度為46，塔頂操作壓力為 0.357MPag，塔底操作溫度為 132。丙烯制冷系統(tǒng)是封閉的、用蒸汽透平驅(qū)動的三級壓縮的離心壓縮機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)提供三個(gè)級 別的冷量 :-40 、 -24 和 7。對應(yīng)的壓力 0.031MPag 、0.159MPag 和 0.607MPag 分別 為冷卻水用于冷卻壓縮機(jī)三段出口氣相丙烯。丙烯冷劑通過乙烯產(chǎn)品汽化器繼續(xù)過冷。壓縮機(jī)每一級壓縮機(jī)都設(shè)有吸入罐，分離出的液相去每個(gè)冷劑用戶，同時(shí)防止氣相在進(jìn)入 壓縮機(jī)時(shí)

36、夾帶液體。頂壓力（MpaG）底壓力（ MpaG ）頂溫度（）底溫度（）塔頂?shù)钻P(guān)鍵組分（ V）水洗塔 T4010.7660.77437.5痕量醇（頂）堿洗塔 T4020.6860.72442.5痕量有機(jī)酸（頂）高壓脫丙烷塔 T5011.8351.8641680碳四 3.53（頂）低壓脫丙烷塔 T5020.7620.7911580碳三 0.23（底）脫甲烷塔 T5032.642.665-1011回流罐的氣相中乙烯含量3.5%（ mol）甲烷 0.01（底）脫乙烷塔 T6012.3922.465-2063碳三 0.03（頂）乙烷 0.01（底）乙烯精餾塔 T6021.6251.702-34-12乙烯

37、 99.95（頂）乙烯 0.5（底）丙烯塔 1T6031.9261.97252.259.0丙烯 5（底）丙烯塔 2T6041.7911.9254652.1丙烯 99.6（頂）頂壓力（MpaG）底壓力（ MpaG ）頂溫度（）底溫度（）塔頂?shù)钻P(guān)鍵組分（ V）脫丁烷塔 T6050.3570.39546132大于 C5 組分 0.5%(wt) 頂小于 C3 組分 0.5%(wt) 頂小于 C4 組分 0.5%(wt) 底設(shè)備名溫度壓力 MpaG裂解氣壓縮機(jī)一段吸入罐（ V 401）420.034裂解氣壓縮機(jī)二段吸入罐（ V 402）380.238裂解氣壓縮機(jī)三段吸入罐（ V 403）40.40.67

38、8丙烯制冷壓縮機(jī)一段吸入罐（ V701 ）70.607丙烯制冷壓縮機(jī)二段吸入罐（ V702 ）-240.159丙烯制冷壓縮機(jī)三段吸入罐（ V703 ）-400.031本裝置烯烴分離單元原料為甲醇制烯烴單元生成的烯烴， 將烯烴經(jīng)過分離得到聚合級乙烯 和聚合級丙烯分別供給下游 PE和 PP裝置。本裝置工藝介質(zhì)為烴類物質(zhì)，多為可燃和易燃物質(zhì)，大部分介質(zhì)的毒性程度為輕度危害 , 部分介質(zhì)毒性程度為中度危害，具有腐蝕性。本裝置設(shè)備中中壓容器居多，低溫設(shè)備也較多。最高設(shè)計(jì)溫度可達(dá)535 C，最低設(shè)計(jì)溫度為 115 C，最高設(shè)計(jì)壓力為 7.0MPa。本裝置中低溫設(shè)備較多，其中設(shè)計(jì)溫度為45 C 的設(shè)備有 3

39、7臺， 45 C101 C的設(shè)備有 1臺， 101 C以下設(shè)備有 1臺，涉及材料品種較 多。1、塔類設(shè)備本裝置中共有 10 臺塔，其中有 2 臺為填料塔，其余 8 臺都是板式浮閥塔。其中 160T603 第一丙烯精溜塔和 160T604 第二丙烯精餾塔相對較大，尺寸分別為 6500X49500 和 7600X88500。板式塔中， 160T603 第一丙烯精溜塔和 160T604 第二丙烯精溜塔為多溢流 （四 溢流）塔盤，其余為單溢流或雙溢流塔盤。塔中有三臺設(shè)計(jì)溫度達(dá) 45 C 的低溫塔器，分 別為 160T601 脫乙烷塔、 160T602 乙烯分餾塔和 160T503 脫甲烷塔。2、換熱器

40、本裝置中有 2臺電加熱器， 1 臺套管式換熱器，其余都為管殼式換熱器。管殼式換熱器中 多采用浮頭式和 U形管式，大型換熱器也較多。換熱面積大于 1000M2的有 16 臺。其中 160E606A,B、160E611A,B、160E614A,B、160E701A,B 單臺換熱面積分別達(dá)到 5972M2、4368M2、 8578M2和 8540M2。管殼式換熱器絕大部分都為臥式容器，只有8 臺為耳座支撐立式容器。3、反應(yīng)器名師精編 優(yōu)秀資料本裝置中共有 2 臺反應(yīng)器，一臺在操作工況下另一臺進(jìn)行再生或備用。4、儲罐本裝置中壓力儲罐一般為立式或臥式，帶橢圓封頭儲罐。其中有 10 臺低溫容器，有兩臺 容

41、器設(shè)計(jì)溫度低于 -45 C, 分別為 160V706 丙烯冷劑壓縮機(jī)排污罐設(shè)計(jì)溫度為 -55 C, 160V801 冷焰罐設(shè)計(jì)溫度為 115 C。5、干燥器本裝置中共有 7臺干燥器，均為立式容器，其中有 1臺 160D601乙烯干燥器為低溫容器， 最低設(shè)計(jì)溫度為 -45 C。本裝置工藝介質(zhì)為烯烴類物質(zhì)，腐蝕性一般，靜設(shè)備材質(zhì)多選用碳鋼。但設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度 范圍大，最高達(dá) 535 C，最低達(dá) -115 C。因而在設(shè)備的選材上，主要按不同的設(shè)計(jì)溫度選 用不同的材料。各溫度段主要部件材料的選用原則如下：1) -20 C T 設(shè) < 350 C， 16MnR；2) -40 C T 設(shè) < -

42、20 C， 16MnDR；3) -45 C T 設(shè) < -40 C， SA516Gr60+S5；4) -100 C T 設(shè) < -45 C，采用不銹鋼；5) T 設(shè) < -100 C, 采用不銹鋼；6) 350 C < T 設(shè) 550 C， 采用耐熱鋼；7) 工作介質(zhì)為酸、堿、硫化物等腐蝕性物料，應(yīng)采用相應(yīng)的耐腐蝕材料。本裝置中，塔器超限設(shè)備較多， 160T402堿/水洗塔、 160T503 脫甲烷塔、 160T601 脫乙烷 塔、 160T602 乙烯分餾塔、 160T603 第一丙烯精餾塔和 160T604 第二丙烯精餾塔尺寸都超 過運(yùn)輸限制條件，因此需分段或分片運(yùn)

43、輸至現(xiàn)場，在現(xiàn)場進(jìn)行組焊，拼裝。 超限設(shè)備詳情見下表：表 6.3 1 烯烴分離裝置超限設(shè)備一覽表位號直徑 (mm)長度 (mm)重量 (T)160T402300052000188160T503 1200/ 2400/290055300177160T601330052300286160T602320068100280160T603650049500827160T6047600885001826回路圖：LC501OUTFC502OUTPIDPIDSETININLT501 FT502 FV502 說明：LC501： 160T501 塔釜液位控制FC502： 160T501 塔底流量控制 正常操作時(shí)，

44、 LC501 投 AUT，F(xiàn)C502投 CAS?；芈穲D：TC503OUTPIDINFC501OUTPIDINFT501FV501TE503說明：TC503： 160T501 塔靈敏板溫度控制FC501：160T501 塔再沸器加熱蒸汽流量控制正常操作時(shí)， TC503 投 AUT，F(xiàn)C501投 CAS。回路圖：說明：LC504： 160T501 塔頂回流罐液位控制回路圖：OUTLC505FC505PIDINLT505FT505FV505名師精編 優(yōu)秀資料LC503： 160T501 塔頂冷凝器液位控制 正常操作時(shí)， LC503 投 AUT，LC504投 AUT。OUTPIDSETIN說明：LC5

45、05： 160T502 塔釜液位控制FC505： 160T502 塔底流量控制 正常操作時(shí)， LC505 投 AUT，F(xiàn)C505投 CAS?；芈穲D：OUTTC516PIDINFC506OUTPIDINFT506FV506TE516說明：TC516： 160T502 塔靈敏板溫度控制 FC506：160T502 塔再沸器加熱蒸汽流量控制 正常操作時(shí)， TC516 投 AUT，F(xiàn)C506投 CAS?；芈穲D：說明：LC508： 160T502 塔頂冷凝器液位控制PC514： 160T502 塔頂壓力控制 正常操作時(shí)， LC508 投 AUT，PC514投 AUT。LT507 FT508 FV508

46、說明：LC507： 160T502 塔頂回流罐液位控制FC508：160T502 塔去高壓脫丙塔回流量控制 正常操作時(shí)， LC507 投 AUT，F(xiàn)C508投 CAS。回路圖：說明：LC510： 160E508 液位控制TC521：脫甲烷塔進(jìn)料溫度控制正常操作時(shí)， LC510 投 AUT，TC521投 AUT?；芈穲D：LC514OUTFC513PIDPIDININOUTFV513LT514FT513說明：LC514： 160T503 塔釜液位控制FC513： 160T503 塔底流量控制 正常操作時(shí)， LC514 投 AUT，F(xiàn)C513投 CAS?；芈穲D：FT514回路圖：TC531OUTFC

47、514PIDPIDOUTININTE531說明：TC531： 160T503 塔靈敏板溫度控制FC514：160T503 塔再沸器加熱用產(chǎn)品氣流量控制 正常操作時(shí)， TC531 投 AUT，F(xiàn)C514投 CAS。說明：LC516： 160E506 液位控制TC632： 160E607 出口產(chǎn)品氣溫度控制 正常操作時(shí)， LC516 投 AUT，TC632投 AUT?；芈穲D：說明：LC521： 160T503 塔頂回流罐液位控制LC520： 160T501 塔頂冷凝器液位控制 正常操作時(shí)， LC521 投 AUT，LC520投 AUT。FT603正常操作時(shí)， LC601 投 AUT，F(xiàn)C603投

48、CAS。LC601OUTFC063PIDPIDOUTININLT601說明：LC601： 160T601 塔釜液位控制FC603： 160T601 塔底流量控制回路圖：TC603OUTFC602OUTPIDPIDSETININTE603FT602FV602說明：TC603： 160T601 塔靈敏板溫度控制FC602：160T601 塔再沸器加熱用水洗水流量控制 正常操作時(shí)， TC603 投 AUT，F(xiàn)C602投 CAS?；芈穲D：LC603OUT INL603SELIN OUTLC602PIDSS-LPIDINOUTIN說明：LC603： 160T601 塔頂回流罐液位控制LC602： 160

49、T601 塔頂冷凝器液位控制 正常操作時(shí)， LC603 投 AUT，LC602投 AUT。PC606OUTFC605PIDPIDOUTININPT606FT605說明：PC606： 160T601 塔頂壓力控制回路圖：FC605： 160T601 塔頂回流罐放火炬流量控制 正常操作時(shí)， PC606投 AUT， FC605投 CAS。LC604AOUTFC609OUTPIDPIDSETININLT604AFT609FV609說明：LC604A：160V603 液位控制FC609： 160V603 采出流量控制 正常操作時(shí)， LC604A投 AUT， FC609 投 CAS。回路圖：說明：LC60

50、4B：160V603 液位控制FC610： 160V603自 160P605進(jìn)料控制 正常操作時(shí)， LC604B投 AUT， FC610 投 AUT。LC605OUTFC615PIDPIDOUTININLT605FT605說明：LC603： 160T602 塔釜液位控制FC615： 160T602 塔釜采出流量控制 正常操作時(shí)， LC603 投 AUT，F(xiàn)C615投 CAS?；芈穲D：說明：LC606： 160E608 液位控制FC614： 160E608 工藝側(cè)進(jìn)料量控制正常操作時(shí)， LC606 投 AUT，F(xiàn)C614投 AUT?；芈穲D：LC610OUTFC616OUTPIDPIDINSETINFT616LT610FV616說明：LC610： 160T602 塔頂回流罐液位控制FC616： 160T602 塔頂冷凝器液位控制正常操作時(shí)， LC610 投 AUT，F(xiàn)C616投 CAS。LC609A/BOUT INF614SELIN OUTFC614PIDSS-LPIDININOUT說明：LC609A/B：160E606A/B 液位控制FC614： 160E608 工藝側(cè)進(jìn)料量控制 正常操作時(shí)，