乙烯装置操作与控制.docx

1、乙烯装置操作与控制乙烯装置操作与控制学习情境描述：乙烯装置操作与控制工作是由内操人员通过DCS操作系统并外操作人员的协助下对整个装置进行操作、控制，包括开车、停车、正常运行中的工艺参数调整和事故处理等。通过仿真软件模拟真实现场操作，学生在操作仿真装置的过程中，学习乙烯装置工艺流程与原理，学会装置的DCS操作并能够对异常工况进行分析和处理。要求学生以小组为单位根据装置生产情况和装置的开车、停车及事故处理的操作规程，制定出工作计划，完成仿真操作，能够分析和处理操作中遇到的异常情况，写出工作报告。一、烃类热裂解石油二次加工过程，石油化工的基础 不用催化剂，将烃类加热到750900 发生热裂解 1.

2、原料： 石油系烃类原料（天然气、炼厂气、 轻油、柴油、重油等） 低分子烷烃（乙烷、丙烷） 2. 主要产品： 三烯 （乙烯、丙烯、丁二烯） 三苯 （苯、甲苯、二甲苯）热裂解工艺总流程 热裂解工艺总流程二、热裂解过程烃类热裂解过程中的主要产物及其变化关系一次反应，即由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。二次反应，主要是指一次反应生成的乙烯、丙烯等低级烯进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳。烃类热裂解过程图三、热裂解反应过程的特点强吸热反应 高温 n 存在二次反应 短停留时间 低烃分压 n 反应产物是复杂的混合物 供热方式 裂解设备 四、裂解装置的性能和技术水平热裂解的工艺方法间接供热

3、管式炉裂解 直接供热 以小颗粒固体如金属氧化物、 砂 子、焦炭为载热体，由气化的烃原料和 水蒸气使之流态化并进行裂解反应。 蓄热炉裂解 沙子炉裂解 流化床裂解工艺五、管式裂解炉1.SRT(ShortResidenceTime) 管式裂解炉的发展（1）60年代初期SRT型炉 双辐射立管 实现了高温、短停留时间 （2）60年代中期SRT型炉 分叉变径炉管 降低烃分压 （3）70年代中期SRT型炉 材质 炉内管排增加 提高热强度 提 高生产 能力 (4)80年代 SRT、型炉 多分支变径管 带内翅片2程 停留时间 缩短 降低管内热阻 延长清焦周期2.鲁姆斯SRT-型炉（Lummus Short Re

4、sidence Time- Type）SRT型炉，即短停留时间裂解炉，是60年代开发的，最先为SRT-型，后为SRT-型，近发展为SRT-及SRT-型。SRT各型裂解炉外形大体相同，而裂解径及排布则各异，型为均径管，、型为变径管。炉型见图运行技术条件分析：（1）实现了高温、短停留、低烃分压裂解。采用双面辐射的单排管，能最大限度地接受辐射热量。其次是对流段的预热管布置更合理使烟气出口温从SRT型的180200降到130140，炉子热效率提高至93.5。（）炉型结构合理。辐射室底部侧壁均有均匀分布的加热烧嘴，使炉管周边温度分布均匀，管上下温差较小；炉管能上下自由伸长缩短，不因温度效应而变形；炉管吊

5、装件埋在上部隔热层内，避免高温辐射；在裂解管出口上方即接装急冷换热器，使裂解气更快急冷，减少二次反应发生的机会。SPT-型裂解炉1-对流室；2-辐射室；3-炉管组；4-烧嘴1P-89（64）； 2P114（89）3P4P178（146） 总长48.8m3.凯洛格毫秒裂解分区域裂解炉凯洛格毫秒裂解炉MSF(Milli Second Furnace)美国凯洛格公司（M.Kelogg co.）在60 年代开始研究此种炉型，1978年开发成功。在高裂解温度下，使物料在炉管内的停留时间缩短到0.050.1s（50100ms），是一般裂解炉停留时间的1/41/6。以石脑油为原料裂解时，乙烯单程收率提高到3

6、234.4%（质量）。毫秒裂解炉系统见图7-3，炉管布置见图7-4，裂解管是由单排垂直管组成，仅一程，管径2530mm，管长10m，热通量大，可使原料烃在极短时间内加热至高温（裂解气出口温度可高等850880）；且因裂解管是一程，没有弯头，阻力降小，烃分压低。毫秒裂解炉流量均匀分配问题不易解决，近年采用“猪尾管”分配流量，效果较好。 毫秒裂解炉系统 毫秒裂解炉炉管组裂解工艺流程轻柴油裂解装置工艺流程图1-原料油贮罐；2-原料油泵；3-原料油预热器；4-原料油预热器；5-裂解炉；6-急冷换热器；7-汽包；8-急冷器；9-油洗 塔（汽油初分馏塔）；10-急冷油过滤器；11-急冷油循环不问；12-燃

7、料油汽提塔；13-裂解烃柴油汽提塔；14-燃料油输送泵；15-裂解轻柴油输送泵；16-燃料油过滤器；17-水洗塔；18-油水分离罐；19-急冷水循环泵；20-汽油回流泵；21-工艺水泵；22-工艺水过滤器；23-工艺水汽提塔；24-再沸器；25-稀释蒸汽发生器给水泵；26-预热器；27-预热器；28-稀释蒸汽发生器汽包；29-分离器；30-中压蒸汽加热器；31-急冷油加热器；32-排污水冷却器；33，34-急冷水冷却 QW-急冷水；CW-冷却水；MS-中压水蒸气；LS-低压水蒸气；QO-急冷油；FO-燃料油；GO裂解轻柴油；BW-锅炉给水裂解工艺流程包括原料油供给和预热系统、裂解和高压水蒸气系

8、统、急冷油和燃料油系统、急冷水和稀释水蒸气系统。不包括压缩、深冷分离系统。六、乙烯裂解工艺流程工艺流程原理图如下主要反应()裂解 RlHR2十R3 R2十R1HR 2H十R1 R3十R1HR 3H十R1 R1CnH2n十R4 Rl十R4生成物 (二)分离 碱洗： H2S十2NaOHNa2S十2H 2O H2S十Na2S2NaHS COS十2NaOHNaSCOONa十H 2O NaSCOONa十2NaOHNa 2CO3十Na2S十H2O CO2十2NaOHNa2C03十H2O 杂质甲烷化：CO十3H 2CH4十H 2O CO2十4H 2CH4十2H2O O 2十2H22H2O 炔烃加氢： C2H

9、2十H2C2H4 C2H2十2H2C2H6 C2H4十H2C2H6 C3加氢：C3H4十H 2C3H6 C3H6十H 2C3H 8压缩系统过程机理与控制条件分析裂解气中许多组分在常压下都是气体，其沸点都很低，为了使分离温度不太低，可以适当提高分离压力。裂解气的深冷分离温度与相应的压力有如下数据：分离压力，MPa 分离温度3.04.0-960.61.0-1300.150.3 -140分离压力高时，则分离温度也高；压力高时，使精馏塔塔釜温度升高，易引起重组分聚合，增加分离困难。低压下，塔釜温度低不易发生聚合；相对挥发度大，分离较容易。经过压缩，重组分中的二烯烃能发生聚合，生成的聚合物或焦油沉积在离

10、心式压缩机的扩压器内，严重地危及操作的正常进行。因此在压缩机的每段入口处常喷入雾状油，使喷入量正好能湿润压缩机通道，以防聚合物和焦油的沉积。 二烯烃的聚合速度与温度有关，温度愈高，聚合速度愈快。为了避免聚合现象发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于100。裂解气压缩基本上是一个绝热过程，气体压力升高后，温度也上升，经压缩后的温度可由气体绝热方程式算出。式中T1，T2 压缩前后的温度，K；P1，P2 压缩前后的压力，MPa；k 绝热指数，k=Cp/Cv如果采用五段压缩，则每段压缩比为2.03，每段压缩后升高温度的气体需要进行段间冷却冷凝，以维持低的入口温度，才能保证出口温度不高于90100。现在大规模生产的裂解气压缩机都是离心式的，一般为四五段。每分钟转数可达到300016000。由于裂解炉的废锅炉副产高压水蒸气，因此多用蒸气透平驱动离心式压缩机。五段离心裂解气压压缩机的温度压力操作运行参数表