管式裂解爐及裂解部分工藝流程PPT學習教案

1、會計學1管式裂解爐及裂解部分工藝流程管式裂解爐及裂解部分工藝流程裂解單元原則流程圖裂解單元原則流程圖原料原料預熱器預熱器裂裂解解爐爐急冷器急冷器油油冷冷塔塔裂解燃料油裂解燃料油水水冷冷塔塔裂解氣去壓縮裂解氣去壓縮沉降槽沉降槽水水裂解汽裂解汽油油155155180180水蒸氣水蒸氣540540800800450450550550230230185185急冷油急冷油109109裂解汽油、裂解氣裂解汽油、裂解氣和水蒸氣入底部和水蒸氣入底部4040冷卻水冷卻水37378080N=23N=16第1頁/共62頁裂解單元原則流程圖裂解單元原則流程圖1、設備、設備預熱器預熱器裂解爐裂解爐急冷器急冷器油冷塔油冷

2、塔水冷塔水冷塔沉降槽沉降槽2、各設備所起的作用、各設備所起的作用第2頁/共62頁3、主要操作條件、主要操作條件155；180水蒸氣、水蒸氣、 540、800、 ；450550；185急冷油、急冷油、230、N=23、109裂解汽油、裂解氣和水蒸氣；裂解汽油、裂解氣和水蒸氣；冷卻水冷卻水37、N=16、40、80、裂解氣裂解氣；裂解汽油、水。裂解汽油、水。第3頁/共62頁4 4、目的產物、目的產物裂解氣裂解氣5 5、副產物、副產物裂解汽油裂解汽油裂解燃料油裂解燃料油第4頁/共62頁1 1、原料油供給和預熱系統(tǒng)、原料油供給和預熱系統(tǒng)2 2、裂解和高壓蒸氣系統(tǒng)、裂解和高壓蒸氣系統(tǒng)3 3、急冷油和燃料

3、油系統(tǒng)、急冷油和燃料油系統(tǒng)4 4、急冷水和稀釋水蒸氣系統(tǒng)、急冷水和稀釋水蒸氣系統(tǒng)第5頁/共62頁1 1、原料油供給和預熱系統(tǒng)、原料油供給和預熱系統(tǒng)設備：設備：原料油儲罐原料油儲罐原料油泵原料油泵原料油急冷水預熱器原料油急冷水預熱器原料油急冷油預熱器原料油急冷油預熱器準備準備流程：流程：去裂解爐對流段去裂解爐對流段第6頁/共62頁2 2、裂解和高壓蒸氣系統(tǒng)、裂解和高壓蒸氣系統(tǒng)設備：設備：裂解爐對流段裂解爐對流段裂解爐輻射段裂解爐輻射段急冷換熱器急冷換熱器油洗塔油洗塔反應反應分離準備分離準備高壓蒸氣流程：高壓蒸氣流程：入管網(wǎng)入管網(wǎng)11MPa,447蒸汽包蒸汽包第7頁/共62頁3 3、急冷油和燃料油

4、系統(tǒng)、急冷油和燃料油系統(tǒng)急冷油設備：急冷油設備：油急冷器：油急冷器：油洗塔：油洗塔：塔頂為氫、氣態(tài)烴、裂解汽油、塔頂為氫、氣態(tài)烴、裂解汽油、稀釋蒸汽和酸性氣體。稀釋蒸汽和酸性氣體。裂解輕柴油汽提塔：裂解輕柴油汽提塔：燃料油汽提塔：燃料油汽提塔：問題：問題： 急冷油系統(tǒng)結焦急冷油系統(tǒng)結焦措施：措施：急冷油系統(tǒng)設過濾網(wǎng)急冷油系統(tǒng)設過濾網(wǎng)指標：指標：5050以下的運動粘度：以下的運動粘度：4545505010105 5m m2 2/s/s分離分離第8頁/共62頁急冷方式：急冷方式：直接急冷直接急冷水直接急冷水直接急冷油直接急冷油直接急冷間接急冷間接急冷急冷方式的比較：急冷方式的比較：直接急冷：直接急

5、冷：設備費少、設備費少、 操作簡單、操作簡單、 系統(tǒng)阻力小、系統(tǒng)阻力小、傳熱效果好、傳熱效果好、大量污水、大量污水、 油水分離困難、油水分離困難、難以回收能量。難以回收能量。第9頁/共62頁間接急冷：間接急冷：能量利用合理、能量利用合理、經濟性好、經濟性好、無污水產生。無污水產生。第10頁/共62頁4 4、急冷水和稀釋水蒸氣系統(tǒng)、急冷水和稀釋水蒸氣系統(tǒng)設備：設備：水冷塔：水冷塔：分離槽：分離槽：換熱器：換熱器：工藝水汽提塔：工藝水汽提塔：指標：指標：釜水中含油釜水中含油100ppm100ppm水蒸氣循環(huán)好處：水蒸氣循環(huán)好處：節(jié)約了新鮮的鍋爐給水節(jié)約了新鮮的鍋爐給水減少了污水的排放量減少了污水的

6、排放量污水：污水：12078噸噸緩蝕劑緩蝕劑第11頁/共62頁裂解部分原則工藝流程裂解部分原則工藝流程輕柴油裂解裝置原則工藝流程圖輕柴油裂解裝置原則工藝流程圖輕柴油輕柴油儲罐儲罐泵泵預熱預熱裂裂解解爐爐急冷器急冷器換熱器換熱器油油洗洗塔塔汽汽提提塔塔燃料油燃料油水水洗洗塔塔裂解氣裂解氣油水油水分離罐分離罐水水汽油汽油第12頁/共62頁餾分油裂解裝置裂解氣預分餾過程流程圖餾分油裂解裝置裂解氣預分餾過程流程圖( (86) )原料原料裂裂解解爐爐廢熱鍋爐廢熱鍋爐急急冷冷器器油油洗洗塔塔水水洗洗塔塔裂解氣裂解氣油水分離器油水分離器裂解汽油裂解汽油水水冷卻器冷卻器稀釋蒸汽稀釋蒸汽發(fā)生器發(fā)生器冷卻器冷卻器

7、第13頁/共62頁歷史：歷史：油品加熱爐油品加熱爐油品熱裂化爐油品熱裂化爐油品裂解爐油品裂解爐多年歷史的成熟工藝多年歷史的成熟工藝第14頁/共62頁優(yōu)點優(yōu)點：爐型結構簡單；爐型結構簡單；操作容易；操作容易；便于控制；便于控制；能連續(xù)生產；能連續(xù)生產；乙烯、丙烯收率高；乙烯、丙烯收率高；產物濃度高；產物濃度高；動力消耗小，動力消耗小，熱效率高；熱效率高；原料的使用范圍日漸擴大；原料的使用范圍日漸擴大；多臺組合大型化。多臺組合大型化。第15頁/共62頁缺點缺點：重質原料的適應性還有一定限制；重質原料的適應性還有一定限制；降低裂解深度降低裂解深度原料利用不高、原料利用不高、燃料油增加、燃料油增加、

8、公用工程費大等公用工程費大等滿足裂解原理滿足裂解原理耐合金剛材耐合金剛材鑄管技術鑄管技術繼續(xù)繼續(xù)研研究究結焦結焦問題問題第16頁/共62頁裂解技術展望裂解技術展望目標：目標：擴大重質原料的應用擴大重質原料的應用和裂解爐對原料改變的適應能力；和裂解爐對原料改變的適應能力；減小能耗、降低成本；減小能耗、降低成本；新的裂解技術研究新的裂解技術研究采用燃氣透平、采用燃氣透平、提高爐子熱效率提高爐子熱效率第17頁/共62頁（一）乙烯建設規(guī)模繼續(xù)向大型化發(fā)展（一）乙烯建設規(guī)模繼續(xù)向大型化發(fā)展800、900、 1000、 1200單爐產量：單爐產量：90、 120、140年代年代6070809021世紀世紀

9、規(guī)模規(guī)模203045608090第18頁/共62頁（二）生產新技術的研究開發(fā)（二）生產新技術的研究開發(fā)提高收率、提高收率、提高選擇性提高選擇性、降低投資、降低投資、原料適應性相對較強。原料適應性相對較強。1、KBR和?？松桶？松?00萬噸乙烯生產廠的裂解爐：萬噸乙烯生產廠的裂解爐：910個個56個個Kellogg Brown & Root 第19頁/共62頁2、新的工藝技術、新的工藝技術ALCET技術技術低投資乙烯技術低投資乙烯技術Brown&Root溶劑吸收分離甲烷溶劑吸收分離甲烷無需脫甲烷塔、無需脫甲烷塔、低溫甲烷、乙烯制冷系統(tǒng)低溫甲烷、乙烯制冷系統(tǒng)新建和擴建均有利。新建

10、和擴建均有利。第20頁/共62頁對原有的油吸收進行改進對原有的油吸收進行改進:A:加氫和前脫丙烷結合起來；加氫和前脫丙烷結合起來；B:先除去先除去C4及及C4餾分餾分;C:再進入油吸收脫甲烷系統(tǒng)；再進入油吸收脫甲烷系統(tǒng)；D:最后從甲烷和輕質組分中分離最后從甲烷和輕質組分中分離C2以上組分以上組分。第21頁/共62頁膜分離技術膜分離技術1994Kellogg公司提出用于乙烯裂解。公司提出用于乙烯裂解。中空纖維中空纖維分離出部分氫，分離出部分氫，減少乙烯制冷的負荷。減少乙烯制冷的負荷。提高生產能力。提高生產能力。第22頁/共62頁催化精餾加氫技術催化精餾加氫技術加氫和產物分離加氫和產物分離同一個精

11、餾塔同一個精餾塔Lummus公司提出公司提出精餾段：精餾段：全部或部分被含有催化劑的填料代替。全部或部分被含有催化劑的填料代替。用途：用途：C3餾分選擇性加氫；餾分選擇性加氫；C4餾分選擇性或全部加氫；餾分選擇性或全部加氫；C4和和C5混合餾分全加氫混合餾分全加氫。裂解汽油的選擇性或全部加氫。裂解汽油的選擇性或全部加氫。第23頁/共62頁3、抑制裂解爐結焦技術、抑制裂解爐結焦技術使用涂覆技術降低爐管結焦使用涂覆技術降低爐管結焦表面熱處理后形成涂層。表面熱處理后形成涂層。已經成熟投產。已經成熟投產。使用結焦抑制劑（使用結焦抑制劑（FSI)實驗證明：實驗證明： 兩次清焦運行期增加兩次清焦運行期增加

12、3倍，倍，由原來每由原來每45天清焦一次的天清焦一次的100小時小時135天費時天費時24小時。小時。Forest Star International第24頁/共62頁任務任務：1、開發(fā)耐高溫的裂解管材、開發(fā)耐高溫的裂解管材2、尋找耐高溫、高選擇性催化劑、尋找耐高溫、高選擇性催化劑第25頁/共62頁第26頁/共62頁成分成分 ，mol成分成分 ，mol成分成分 ，mol輕柴油裂解氣組成輕柴油裂解氣組成H2131828CO0 . 1751CH4C2H20 . 3688C2H4C2H6丙二烯丙炔丙二烯丙炔C3H6C3H81 1，3-3-丁二烯丁二烯2. 4194異丁烯異丁烯2. 7085正丁烷正

13、丁烷第27頁/共62頁輕柴油裂解氣組成輕柴油裂解氣組成（續(xù)）（續(xù)）成分成分 ，mol 成分成分 ，mol成分成分 ，molC50 .5147C6 C8非芳烴非芳烴0 .6941苯苯甲甲苯苯0 .9296C8苯乙烯苯乙烯0 .2192C9 200CO20 .0578硫化物硫化物H2O:5. 04 第28頁/共62頁341裂解氣的凈化裂解氣的凈化一、有害物質一、有害物質1、酸性氣體、酸性氣體H2S、CO2和和CO、 少量有機物少量有機物第29頁/共62頁水洗水洗5%5%7%7%2%2%3%3%18%18%20%20%第30頁/共62頁2、H2OH2O操作條件下結冰操作條件下結冰與低碳原子烷烴形成水

14、合物與低碳原子烷烴形成水合物CH46H2OC2H67H2OC3H88H2O第31頁/共62頁低溫有利低溫有利第32頁/共62頁3、不飽和烴、不飽和烴C C2 2H H2 2丙二烯丙炔丙二烯丙炔第33頁/共62頁二、危害二、危害除影響產品純度外，還有：除影響產品純度外，還有：1、酸性氣體：、酸性氣體：腐蝕設備腐蝕設備2、水、水：低溫結冰低溫結冰與低碳原子烴化物生成結晶水合物與低碳原子烴化物生成結晶水合物第34頁/共62頁3、不飽和烴、不飽和烴乙炔、乙炔、丙炔、丙炔、丙二烯丙二烯C2餾分餾分C3餾分餾分使催化劑中毒；使催化劑中毒；乙炔循環(huán)結累乙炔循環(huán)結累提高總壓力提高總壓力爆炸爆炸第35頁/共62

15、頁三、來源三、來源1、酸性氣體、酸性氣體原料所帶原料所帶反應生成反應生成有機硫化物有機硫化物H2SCO2焦炭焦炭CO2烴烴CO2H2處理過程引入處理過程引入第36頁/共62頁2、H2O生產過程中加入為主，生成與處理過程引入生產過程中加入為主，生成與處理過程引入為輔。為輔。3、不飽和烴、不飽和烴原料所帶原料所帶反應生成反應生成主要存在于主要存在于C2餾分和餾分和C3餾分餾分四、措四、措施施 方法和對應流程方法和對應流程處理過程引入處理過程引入第37頁/共62頁1、酸性氣體、酸性氣體方法：方法：化學吸收化學吸收堿法堿法胺法胺法（1）吸收劑要求）吸收劑要求1、對酸性氣體溶解度大，反應性強；、對酸性氣

16、體溶解度大，反應性強；2、對裂解氣中的乙烯、丙烯溶解度小，、對裂解氣中的乙烯、丙烯溶解度小，不起反應；不起反應；3、在操作條件下，蒸氣壓低，穩(wěn)定性高；、在操作條件下，蒸氣壓低，穩(wěn)定性高；可減少損失，避免產品被污染；可減少損失，避免產品被污染；第38頁/共62頁4、粘度??；、粘度?。?、腐蝕性小；、腐蝕性??；6、來源豐富、來源豐富（2）吸收劑）吸收劑NaOH溶液、溶液、 乙醇胺、乙醇胺、N-甲基吡咯烷酮甲基吡咯烷酮選擇依據(jù)：選擇依據(jù)：酸性氣體含量多少酸性氣體含量多少凈化程度要求凈化程度要求酸性氣體是否回收酸性氣體是否回收第39頁/共62頁（3）反應原理自學）反應原理自學89頁圖頁圖3-20（4）

17、堿洗法流程）堿洗法流程23%57%1820%水水（5）操作條件）操作條件壓力：壓力：10MPa; 塔內溫度：塔內溫度：40；濃度：濃度：30% NaOH第40頁/共62頁2、H2O的脫除的脫除（1）吸附分離）吸附分離吸附劑：吸附劑：3A A分子篩、分子篩、 硅膠、硅膠、活性氧化鋁活性氧化鋁水水H2不易吸附不易吸附選擇性吸附選擇性吸附低溫有利低溫有利第41頁/共62頁（2）裂解氣干燥與分子篩再生流程）裂解氣干燥與分子篩再生流程裂解氣裂解氣干干燥燥器器裂解氣去深冷分裂解氣去深冷分離離吸附吸附載氣載氣加加熱熱爐爐干干燥燥器器再生再生燃料氣燃料氣第42頁/共62頁3、不飽和烴、不飽和烴C2餾分、餾分、

18、 C3餾分餾分（1）方法）方法催化加氫催化加氫丙酮吸收丙酮吸收（2）脫乙炔）脫乙炔前加氫前加氫后加氫后加氫Ni-Co/ -Al2O3鈀鈀/ -Al2O3第43頁/共62頁脫乙炔時的付反應脫乙炔時的付反應：乙烯的進一步加氫反應；乙烯的進一步加氫反應；乙炔的聚合生成液體產物乙炔的聚合生成液體產物；乙炔分解生成碳和氫。乙炔分解生成碳和氫。（3）前加氫和后加氫）前加氫和后加氫脫甲烷塔脫甲烷塔前加氫前加氫的加氫氣體：的加氫氣體：裂解氣全餾分；裂解氣全餾分； H2 、C10、C2、C3餾分；餾分； H2 、C10、 C2餾分。餾分。第44頁/共62頁前加氫的特點前加氫的特點：氫氣可以自給；氫氣可以自給；加

19、氫選擇性低；加氫選擇性低；乙烯損失增大。乙烯損失增大?；钚院瓦x擇性高?；钚院瓦x擇性高。后加氫的特點：后加氫的特點：氫氣按需加入；氫氣按需加入；加氫選擇性高；加氫選擇性高；產品純度高；產品純度高；催化劑壽命長；催化劑壽命長；能量利用不太合理；能量利用不太合理；流程較繁。流程較繁。流程簡化；流程簡化；操作穩(wěn)定性差。操作穩(wěn)定性差。飛溫飛溫第45頁/共62頁（4）加氫脫炔催化劑）加氫脫炔催化劑前加氫催化劑分鈀系和非鈀系兩類。前加氫催化劑分鈀系和非鈀系兩類。鈀系：鈀系： 溫度較低；溫度較低；乙烯損失低（乙烯損失低（02% 05%）殘余乙炔低。（殘余乙炔低。（5106）非鈀系：非鈀系：進料雜質含量限制不嚴

20、；進料雜質含量限制不嚴；溫度較高；溫度較高；選擇性不理想。選擇性不理想。11051% 3%乙炔含量：乙炔含量：乙烯損失：乙烯損失：第46頁/共62頁后加氫催化劑為鈀系催化劑。后加氫催化劑為鈀系催化劑。（5）催化加氫脫乙炔及再生流程）催化加氫脫乙炔及再生流程第47頁/共62頁流程分析：流程分析：各設備所起的作用：各設備所起的作用：加氫反應器：加氫反應器： 兩段加氫（乙炔兩段加氫（乙炔5000ppm)；綠油塔：綠油塔： 除去綠油；除去綠油；再生反應器：再生反應器：用過熱水蒸氣將催化劑用過熱水蒸氣將催化劑再生；再生；再生氣洗滌塔：再生氣洗滌塔：用水洗滌再生氣體后去用水洗滌再生氣體后去火炬?；鹁?。第4

21、8頁/共62頁（6）丙酮吸收法脫乙炔流程）丙酮吸收法脫乙炔流程溶劑溶劑丙酮、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯等。乙酸乙酯等。第49頁/共62頁94頁圖頁圖3-25第50頁/共62頁C2餾分餾分吸吸收收塔塔脫炔后脫炔后C2餾分去乙烯塔餾分去乙烯塔穩(wěn)穩(wěn)定定塔塔C2回壓縮機回壓縮機汽汽提提塔塔乙炔乙炔DMF新鮮新鮮DMF條件：低溫高條件：低溫高壓壓用途：乙炔回收用途：乙炔回收第51頁/共62頁35壓縮和制冷系壓縮和制冷系統(tǒng)統(tǒng)問題問題1：為什么要壓縮？：為什么要壓縮？常壓下都是氣體，沸點很低常壓下都是氣體，沸點很低分離溫度太低，需要大量冷量分離溫度太低，需要大量冷量解決辦法解決辦法提高壓力提高壓力實現(xiàn)實現(xiàn)壓縮機壓縮機絕熱過程絕熱過程第52頁/共62頁95頁圖頁圖3-26第53頁/共62頁問題問題2：為什么要多級壓縮？：為什么要多級壓縮？節(jié)約壓縮功耗節(jié)約壓縮功耗壓縮段數(shù)越多壓縮段數(shù)越多越接近等溫壓縮越接近等溫壓縮降低出口溫度降低出口溫度控制壓縮后溫度控制壓縮后溫度100。(聚合聚合）段間凈化分離段間凈化分離水、水、 C3及及C3以上重組分以上重組分減少負荷，節(jié)省冷量。減少