实习报告乙烯厂.docx

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实习报告乙烯厂

州大学

实习报告

实习单位：

中国石油兰州石化公司乙烯厂

专业：

化学工程与工艺

姓名：

王锐夫

实习时间：

201449〜5.16

一实习时间：

2014年4月9日至5月16日

二实习岗位：

兰州石化公司乙烯厂乙烯车间脱乙烷及制冷装置（跟班师傅：

薛苗）三实习目的：

1.在实习过程中，通过对工厂的了解和与技术人员的交流，对所学专业在国民经济中作用加深认识，培养事业心、使命感和务实精神，更好的适应从学生到工作者做好准备。

2.通过观察和分析化工产品生产过程，学习本专业的生产实践知

识，对化工生产加深感性认识和后续课程的理解。

3.理论联系实际，用已学过的理论知识去分析实习所看到的实际生产技术，使理论知识得以充实、印证、巩固、深化，体会书本知识的重要性，提高解决实际工程问题的能力。

4.得到一次综合能力的训练和培养，在整个实习中，充分发挥学习的主动性和积极性。

在生产现场仔细观察，虚心请教，积极思考，多方了解，在有限的实习时间里，使各方面的能力都得到锻炼。

四实习内容:

1.装置介绍:

乙烯装置是兰州石化乙烯厂年产60万吨乙烯改扩建工程的主

体装置之一。

兰州石化乙烯厂原有乙烯装置的生产能力为24万吨/年，本次改扩建工程在原有乙烯装置的能力基础上另辟新地改造，新增乙烯规模45万吨/年。

乙烯装置主要由原料预处理、裂解、急冷、压缩、分离和公用工程组成。

装置年操作小时设计为7560小时。

本装置由美国凯洛格布朗—路特（KelloggBrown&Root）公司负

责工艺包和裂解炉、脱甲烷及深冷分离、乙烯分离及制冷单元的基础设计；中国寰球工程公司负责其余部分的基础设计及全部的详细设计。

乙烯装置由上海惠生工程公司PC承包，由中油一建、中油六建、吉林化建、甘肃新力四家施工单位承建。

乙烯装置流程简图

朋油*

甲烷氢*ZJK*丙炀“

2.生产工艺原理：

1）裂解

石油烃在隔绝空气和高温条件下发生分解反应而生成小分子烯烃或烷烃的过程。

在此过程中同时还有叠合、缩合的反应，使一部分烃类又变成为较大的分子，有些甚至比原料中含的烃分子还要大的多。

这一反应过程称为裂解。

裂解包括一次反应和二次反应。

一次反应，就是由原料烃经高温裂解生成乙烯、丙烯的反应。

这是生成目的产物乙烯、丙烯、丁二烯的反应，是生产上所希望的。

因此，在确定工艺条件时，应尽量促使一次反应的进行。

二次反应，就是指由乙烯、丙烯继续发生的反应，它会生成炔烃、二烯烃、芳烃、甚至最后生成焦和碳。

这是生产上所不希望的反应，在确定工艺条件时，应尽量设法抑制二次反应的发生。

在较高温度下，低分子烷烃和烯烃可能分解为碳和氢，这一过程是随着温度的升高而分步进行的。

如乙烯脱氢先生成乙炔，在由乙炔脱氢生成碳和氢。

又如非芳烃裂解时，先生成环烷烃，后脱氢生成苯，再由苯缩合生成芳香烃液体，进一步脱氢缩合而结焦，多环芳烃，如茚、菲等，比苯更易缩合而结焦。

生碳反应须通过生成乙炔的中间阶段，温度在900〜1173C以

上，而生焦反应是通过生成芳烃以致稠环芳烃的中间阶段，反应温度

在500〜600C以上就能开始。

通常加入水蒸汽作为稀释剂，以降低烃的分压，达到减少结焦的目的。

无论裂解原料是单一烃还是混和烃，裂解气的组成都比较复杂。

裂解反应为自由基反应，其大致过程如下（以乙烷裂解为例）：

第一步乙烷裂解为两个甲基自由基：

C2H6——TCH30?

+CH30?

一个甲基与另一乙烷反应生成甲烷和乙基自由基:

CH3°?

+C2H6TCH4+C2H5°?

乙基自由基分解成乙烯和氢自由基：

C2H5?

TC2H4+H?

氢自由基再与乙烷反应生成氢（分子）和乙基自由基:

H°?

+C2H6TH2+C2H5°?

乙基自由基分解产生乙烯和氢自由基:

氢自由基又可以与乙烷反应，反应由此不断进行下去，这是我们希望的反应。

同时还会发生我们所不希望的二次反应。

蒸汽一空气清焦原理如下：

在烃原料裂解过程中，辐射段炉管内表面将形成结焦物。

因焦层厚度增加而影响热传递，导致辐射段炉管金属表面温度升高。

同时辐射段炉管内不断积累的焦层将使通过辐射段物料的压力降增大。

当

炉子确定必须清焦时，SCORED炉子辐射段炉管将在离线的清焦程序下由蒸汽/空气清理干净，清焦流出物将进入干燥的清焦罐或返炉膛。

蒸汽和空气一起使焦层燃烧、击碎并将焦粒碎片脱离管壁。

蒸汽一一水清焦的原理如下：

蒸汽一一水清焦是一次清焦裂解炉一个通道的在线清焦，同时该裂解炉仍然连接在初分馏塔，裂解炉的其余通道处于正常的裂解运行状态。

2）初分馏

（1）中和胺注入原理

急冷水和工艺冷凝液系统中由于溶有二氧化碳和硫化氢等酸性物，会使设备和管道受到腐蚀。

注入中和胺控制工艺冷凝液的PH值

在7〜9的范围，防止设备的腐蚀。

（2）磷酸盐注入原理

为了防止引起碱腐蚀，将磷酸盐作为缓冲剂注入110-F，以防止pH值太高使稀释蒸汽带碱而造成裂解炉炉管腐蚀。

磷酸盐可以防止金属表面引起缔合的碱侵蚀。

（3）膜胺注入原理

膜胺的防腐原理与氨及中和胺不一样。

膜胺是在金属管道的表面形成一层很薄的保护层，其厚度只有单分子层厚，将金属与腐蚀性物质隔离开来，从而防止腐蚀。

膜胺的渗透性很强，可以渗透到铁锈等沉积物的下方在金属的表面形成保护膜，所以膜胺可以用在已发生腐蚀的汽、水管道防止管道进一步被腐蚀。

膜胺在高温下可能发生分解，但在工业锅炉的汽水系统应用是没有问题的。

3）裂解气压缩

（1）离心式压缩机工作原理

工作原理：

气体经吸入管进入第一个叶轮内，在离心力的作用下，其压力和速度都得到提高，在从一级压向另一级的过程中，气体在扩压器和流道中随着流通截面积的增大，流速下降，一部分动能转化为静压能，进一步提高了气体的压力；这样，经过一级又一级叶轮与扩压器的增压作用，最后，气体以较大压强经与涡壳相连的压出管向外排出。

（2）碱洗原理

碱洗用碱液为20%的NaOH水溶液。

裂解气中的H2S、CO2、COS、CS2等酸性杂质与NaOH发生中和反应生成盐和水，主要反应式如下：

2NaOH+"S=Na2S+2H2O

NaOH+WS=NaHS+H2O

2NaOH+CO2=NazCO3+NO

4NaOH+COS=NazS+Nazg+2fO

6NaOH+CS=2Na2S+Nazg+3"O

NaOH+CO2=NaHCO3

所生成的硫化物（硫化钠）溶解度很小，容易结晶析出，温度越低，浓度越高，越易析出。

（3）废碱液生产原理

采用空气氧化的方法对废碱液进行预处理，经氧化脱除硫化物的废碱液与98%的浓H2SO4中和后，控制出口PH值为7〜9送往界外。

其主要反应方程式为:

2Na2S+402+H2O=NazSO4+NaHS04+NaOH

NaOH+H2SO4=Na2SO4+2M0

（4）脱、砷汞的原理

利用吸附剂将裂解气中的砷和汞吸附脱除。

（5）高、低压脱丙烷塔的原理和特点

采用高压脱丙烷，塔釜温度较高，塔釜丁二烯易聚合；采用低压脱丙烷，塔顶消耗较多的丙烯冷剂。

为了节约丙烯冷剂，同时又要避免高压脱丙烷时再沸器的聚合问题，所以采用高、低压脱丙烷技术。

4）分离生产原理

本装置的分离系统采用四段压缩，双塔前脱丙烷、前加氢、先进的脱乙烷塔、低压乙烯塔与乙烯压缩机构成开式热泵等先进的工艺技术。

其主要生产原理为：

（1）干燥

进入分离系统的裂解气中含有一定的水，这些水份在深冷分离操作时会结成冰。

此外，在压力高和低温条件下，水还能与甲烷、乙烷、丙烷等生成烃水合物的白色结晶，即烃水合物。

冰或烃水合物结在管壁，增加动力消耗。

甚至堵塞管道和设备，以至造成停车。

为了排除这个故障，可用甲醇来解冻，因为它可以降低水的冰点和烃水合物中的生成起始温度。

为确保生产的连续，平稳运行，裂解气在进入深冷分离之前必须彻底脱水。

本装置采用分子筛吸附的方法，脱除裂解气中的水分。

分子筛具有极强的吸附选择性，是一种极性吸附剂，它对极性分子有较大的吸附力。

由于水是强极性分子，所以，在裂解气与水的混合气体通过分子筛床层时，水首先被吸附。

分子筛吸附水分是一个放热过程，因此低温有利于干燥过程的进行。

当分子筛空穴大部分被水分占满，其吸附能力就会显著下降，这时分子筛就需进行再生。

分子筛的再生，是用不被分子筛吸附的干燥甲烷和氢气通过含水

的分子筛床层，由于加热和吹扫，被分子筛吸附的水分子从分子筛的孔穴中被解吸出来，由甲烷、氢带走，使分子筛含水量大大降低，从而恢复了原有的吸附能力。

（2）乙炔加氢

裂解气中含有一定量的乙炔，由于乙炔的存在，会严重影响产品乙烯的质量，无法满足后加工装置的需要。

所以，在进入乙烯精馏塔之前必须将乙炔除去。

本装置采用催化选择加氢的方法脱除乙炔，即在钯催化剂的作用下，乙炔加氢生成乙烯。

其反应如下：

主反应：

C2H2+"—C2H4+174.3kJ/mol

副反应：

C2H2+2H2—C2H6+311.OkJ/mol

C2H4+“—C2H6+136.7kJ/mol

mC2H2+nC2H2—低聚物（绿油）

高温时还可能发生裂解反应：

C2H2—2C+H2+227.8kJ/mol

乙炔加氢反应主要分三步进行：

第一步：

乙炔（QH2）和氢（H2）扩散到催化剂表面，并在活性中心（Pd）上吸附一个C2H2或一个H2。

第二步：

在活性中心上吸附的C2H2再吸附一个H2进行反应，或活性中心上吸附的H2再吸附一个C2H2进行反应，生成乙烯。

第三步：

由于乙烯在活性中心上的被吸附能力远比C2H2小，一

旦C2H2转化成C2H4，便很快被脱附，不能及时脱附的还有可能进一步加氢生成乙烷然后再脱附，活性中心马上开始下一个C2H2加氢的

反应。

当活性中心上吸附了乙烯（C2H4）和氢（H2）以后也进行加氢反应，生成乙烷。

当温度高时，氢气被吸附的能力变弱，或者氢气不足时，活性中心上可以同时吸附几个乙炔分子，这时发生聚合反应，生成乙炔低聚物（绿油）。

从以上反应过程可以看出，乙炔加氢要求催化剂对乙炔加氢的选择性要好。

对乙烯的吸附能力要低，以便乙烯生成后很快脱附，减少乙烯不能及时脱附被进一步加氢生成乙烷的机会，减少乙烯被加氢造

成的损失。

（3）丙炔和丙二烯加氢：

由于丙炔和丙二烯与丙烯的相对挥发度均接近为1，用精馏的方法将它们与丙烯分离比较困难，为了满足后系统用户的要求，应用催化反应机理，在催化剂的作用下使丙炔、丙二烯加氢转化为丙烯。

Pd

反应式：

主反应：

C3H4+H2C3H6+Q

一Pd

副反应：

C3H6+H2.C3H8+Q

Pd

C3H4+2H2C3H8+Q

nC3H4Pd聚合生成绿油

►

采用液相加氢技术，催化剂具有较高的选择性能使丙炔、丙二烯加氢生成丙烯，提高了丙烯的收率。

（4）精馏原理

裂解气的分离是用精馏的方法，在不同的温度条件下，通过一系列填料、板式浮阀精馏塔来实现各组分的分离，以及主产品乙烯和丙烯的提纯精制。

精馏是将挥发度不同的组分所组成的混合物，在精馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。

实现塔板上部分气化和部化冷凝同时进行，提高塔板效率，必须

供给部分气化时所需的热量和部分冷凝时所需的冷量，这就是精馏塔必须有回流和再沸器的原因。

各塔板回流液中较低沸点的组分蒸发时，吸收上升气体中热量，使较高沸点组份冷凝。

塔釜液在再沸器内加热后，蒸发的气体就把热量传给上一层塔板上的液体，放出热量后冷凝回到下降液体中。

各塔板上液体中较低沸点的组分得到热量后蒸

发，进入更上一块塔板，于是热能从塔釜向塔顶传递，在热传递的过程中，同时完成质的交换。

（5）制冷原理

制冷循环过程由压缩、冷凝、膨胀和蒸发四步组成。

压缩一外界对系统作功，提高制冷介质的压力；冷凝一制冷介质由气相冷却、冷凝转为液态，将热量移给冷却水或其他冷剂；膨胀一高压液态制冷介质在节流阀中降压，由于压力降低，相应的沸点就降低；蒸发一制冷介质由液态蒸发为气态，从而吸收冷量用户的热量，达到制冷目的。

在制冷过程中，当所需要的冷凝温度和蒸发温度之差较大，需要高的压缩比时，或者工艺要求不同级别的低温时，贝慄用多级压缩。

经冷却和冷凝，凝液在不同压力下闪蒸，其不同温度的液相，作为不同级别的冷剂；其不同温度的闪蒸蒸汽不同级位的热剂，供相应温度级位的热量用户使用（如精馏塔再沸器）制冷工质作为热剂，实际上是回收冷量的一种手段。

由于甲烷临界温度为-82.1C，乙烯临界温度为9.9C，丙烯临界温度为91.9C。

因此在本装置内为了得到液态甲烷，采用液态乙烯作为它的冷剂；为了得到液态乙烯又采用液态丙烯作为它的冷剂；而为了得到液态丙烯又采用循环水作为它的冷剂。

所以利用本装置自产的甲烷、乙烯、丙烯，方便地组成了丙烯一乙烯一甲烷复迭式制冷系统。

五实习心得：

乙烯厂乙烯车间的实习生活结束了，但每次回忆起来总是那么亲

切，那么充实，让人难以忘怀

乙烯厂的各级领导和车间带队师傅的关心和照顾让我们的实习

生活顺利且愉快，跟班师傅毫无保留的技术指导，让我们的实习生活充实并且收获颇丰，通过请教技术员师傅，自己研究及与同组成员讨论，我对所在车间有了深入的了解，同时对课本知识有了更加切合实际的理解，把课本知识主动运用到了实际生产当中去，也学到了很多实际生产知识与经验。

同时也认识到书本知识与实际生产之间的差距，也认识到自己所学的还远远不够。

短短的一个半月实习，我们收获颇多，在此感谢我们兰州大学化学化工学院老师们的精心安排，感谢兰州石化乙烯厂的热情招待，感谢车间班长及技术人员的耐心指导和讲解，特别感谢带队的马姐和跟班师傅薛苗，在做好本职工作的同时还将我们的实习生活安排的仅仅有条。