乙烯分离教程文件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,乙 烯 装 置,（分离）,中国石化工程建设公司,二,OO,九年 扬子,乙 烯 装 置,（分离）,李广华：电话：,010-84876859,13910507579,E-mail:ligh,目 录,第一部分、概论,第二部分、典型工艺技术路线,第三部分、新技术简介,3,第一部分、概论,一、,原料及产品,二、乙烯装置在石油化工中的位置,三、乙烯装置流程,4,第一部分、概论,一、,原料及产品,1、原料,天然气分离,乙烷,LPG,液化石油气,凝析油,5,天然气分离,一、,原料及产品,1、原料,天然气分离,图,6,第一部分、概论,一、,原料及产品,1、原料,炼油厂,炼厂气（重整、加氢裂化、催化裂化、焦化）,拔头油（重整）,抽余油（芳烃抽提）,石脑油（常压蒸馏）,AGO,常压柴油（常压蒸馏）,VGO,减压柴油（减压蒸馏）,加氢尾油（加氢裂化）,7,炼油厂,一、,原料及产品,1、原料,炼油厂,图,8,第一部分、概论,一、,原料及产品,1、原料,评价指标,PONA,值（族组成）：,P,链烷烃，易裂解生成乙烯和丙烯，正构乙烯收率比异构高；,O,烯烃，裂解性能不如相应的烷烃；,N,环烷烃，比链烷烃易于生成芳烃；,A,芳烃，不易裂解，发生缩聚反应形成裂解焦油，严重时造成结焦,BMCI,值（关联指数或芳烃指数）：与相对密度和沸点有关，正己烷=0，苯=100；值越大，芳香性越高，乙烯收率越低,9,第一部分、概论,一、,原料及产品,1、原料,裂解气（裂解炉出口）：,氢气,甲烷（,C1）,乙炔（,C2）,乙烯,（,C2）,乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔（,C3）,丙烯,（,C3）,丙烷（,C3）,丁二烯,/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳 杂 质,苯,、,甲苯,、,二甲苯,/乙苯/苯乙烯,CO,C9-205 DEG C CO2,205-288,DEG C （,裂解柴油）,H2S,288+DEG C (,裂解燃料油）,H2O,10,第一部分、概论,一、,原料及产品,2、产品,聚合级乙烯：,乙烯 99.95%（,mol)min,甲烷+乙烷 500,ppm(mol)max,乙炔,5,ppm(mol)max,CO 1ppm(mol)max,CO2,5,ppm(mol)max,H2O 1ppm(mol)max,H2S 1ppm(mol)max,11,第一部分、概论,一、,原料及产品,2、产品,聚合级丙烯：,丙烯 99.60%（,mol)min,丙烷 0.40%(mol)max,乙烷 500,ppm(mol)max,乙炔,1,ppm(mol)max,CO 1ppm(mol)max,CO2,3,ppm(mol)max,H2O 2ppm(mol)max,H2S 1ppm(mol)max,12,第一部分、概论,一、,原料及产品,2、产品,氢气：,H2 95.00%（,mol)min,甲烷 平衡,乙烷+乙烯 0.10,ppm(mol)max,乙炔,1,ppm(mol)max,CO 5ppm(mol)max,CO2,5,ppm(mol)max,H2O 5ppm(mol)max,H2S 1ppm(mol)max,13,第一部分、概论,一、,原料及产品,2、产品,混合碳四：,碳四,99.00%（mol)min,碳三 0.50%（mol)max,碳五,0.50%（mol)max,裂解汽油：,碳四,0.50%（mol)max,干点（ASTM）205度,裂解柴油：,闪点 70度,裂解燃料油：,闪点 120度,14,第一部分、概论,二、,乙烯装置在石油化工中的位置,1、产品链,乙烯,：,LLDPE 线性低密度聚乙烯,HDPE 高密度聚乙烯,VCM,氯乙烯（,Cl2、O2/,二氯乙烷、,O2,）、,PVC,聚氯乙烯,SM,苯乙烯（+苯）、,PS,聚苯乙烯,ABS（+,丙烯腈+丁二烯）,SBR,丁苯橡胶（+丁二烯）,EO/EG,环氧乙烷/乙二醇,乙醇（水合）,a-,烯烃（齐聚）,15,第一部分、概论,二、,乙烯装置在石油化工中的位置,1、产品链,丙烯,PP 聚丙烯,AN 丙烯,腈,（氨氧化）、,腈,纶,ABS（+,SM,苯乙烯+丁二烯）,苯酚丙酮（+苯）、双酚A、PC 聚碳酸酯（+合成气）,丁辛醇（+合成气）,环氧丙烷（+,O2,环氧化）,丙烯酸,（+,O2）,16,第一部分、概论,二、,乙烯装置在石油化工中的位置,1、产品链,碳四,丁二烯抽提、,MTBE,甲基叔丁基醚,（异丁烯+甲醇）,丁二烯,ABS（+AN 丙烯,腈,+,SM,苯乙烯）,SBR,丁苯橡胶,（+,SM,苯乙烯）,顺丁橡胶,烯烃转化：丁烯-2+乙烯 丙烯,丁烯-1+丁烯-1 己烯-1+乙烯,17,第一部分、概论,二、,乙烯装置在石油化工中的位置,1、产品链,裂解汽油,汽油加氢,芳烃抽提、对二甲苯、PTA 对苯二甲酸,碳五分离、碳五树酯,碳九树酯,18,第一部分、概论,二、,乙烯装置在石油化工中的位置,2、地位,三烯：乙烯、丙烯、丁二烯,三苯：苯、甲苯、二甲苯,石油化工最基本原料,石油化工工业的龙头,乙烯总产量是国家石油化工总体发展水平的标志,19,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,1、典型流程,氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,顺序分离流程,分离区按照组分由轻到重的次序进行,20,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,1、典型流程,氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,前脱乙烷分离流程,分离区按照先脱乙烷的次序进行,21,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,1、典型流程,氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,前脱丙烷分离流程,分离区按照先脱丙烷的次序进行,22,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,2、,乙烯装置基本构成,从原理上分：,裂解,分离,从流程和布置上分（五大区）,：,裂解炉区（蒸汽热裂解、加氢热裂解、催化裂解）,急冷区,压缩区,激冷区（冷区）,热区,23,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,2、,乙烯装置基本构成,乙烯心脏：,裂解炉,三机（裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压 缩机）,裂解气压缩机限制着装置单线最大能力（石脑油原料，极限最大能力120-150万吨/年）,冷箱,24,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,2、,乙烯装置基本构成,占地：85000平米（100万吨/年级）,循环水：45000立米（100万吨/年级，温差10度）,电：4800千瓦（100万吨/年级）,设备总台数：600台,精馏塔约20台,最大直径11米（,100万吨/年级,）,最高近90米（丙烯精馏塔）,裂解气压缩机：51000千瓦（,100万吨/年级,）,裂解气总管最大直径2.2米,25,第一部分、概论,三、,乙烯装置流程,2、,乙烯装置基本构成,综合能耗,：,300-450万大卡/吨乙烯（轻烃）,470-520万大卡/吨乙烯（石脑油）,550-600万大卡/吨乙烯（轻柴油）,26,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,二、前脱丙烷,工艺技术路线,三、,前脱乙烷,工艺技术路线,四、渐近分离工艺技术路线,五、油吸收工艺技术路线,27,顺序分离,工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,图,28,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,2、压缩区,3、激冷区,4、热区,29,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,急-高温裂解气中的烯烃易发生二次聚合反应，必须迅速降温，终止二次反应,采用急冷油直接喷入裂解气中降温的办法，迅速终止二次反应（炉区有废锅）,30,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,作用：氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳 杂 质,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,CO,C9-205 DEG C,CO2,205-288,DEG C （,裂解柴油）,H2S,288+,DEG C （,裂解燃料油）,H2O,31,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,作用：,将裂解气中的裂解燃料油分离出来,将裂解气中的裂解重汽油分离出来,回收高温裂解气的热量,发生稀释蒸汽供裂解炉,对蒸汽热裂解，短停留时间，低烃分压都有利于裂解生成乙烯，,COP（,炉管出口压力）的确定和,DS（,稀释蒸汽）配比的选择是炉区和急冷区综合优化的结果（,DS,量少则急冷区的负荷和三大循环均下降）,32,1、急冷区,1、急冷区,图,33,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,组成：,三大系统,油洗塔系统（又称汽油分馏塔/急冷油塔）,水洗塔系统（又称急冷水塔）,稀释蒸汽发生系统,三大循环,QO（,急冷油）循环,QW（,急冷水）循环,DS（,稀释蒸汽）循环,34,1)油洗塔系统/,QO(,急冷油)循环,1)油洗塔系统/,QO(,急冷油)循环,35,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO(,急冷油)循环,氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,进料：,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳 杂 质,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,CO,C9-205 DEG C,CO2,205-288,DEG C （,裂解柴油）,H2S,288+,DEG C （,裂解燃料油）,H2O,36,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环,包括三台塔：油洗塔、解燃料油汽提塔、解柴油汽提塔,流程：,高温裂解气经直接喷入急冷油冷却到200-215,C,后进油洗塔底部，在塔中分别由循环急冷油冷却和回流裂解重汽油精馏，顶温到95-105,C,后裂解气进到水洗塔系统。塔釜急冷油送去发生稀释蒸汽和其它工艺用户回收热量后，一部分喷入裂解气中，另一部分则循环回油洗塔中部,裂解燃料油（,PFO）,从油洗塔底部采出，经裂解燃料油汽提塔汽提后，控制闪点120,C，,冷却到90,C,送出界区,裂解柴油（,PGO）,从油洗塔中部采出，经裂解柴油汽提塔汽提后，控制闪点70,C，,冷却到90,C,送出界区,37,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环,关注点,：,塔顶温度的控制由两个因素确定，一是必须高于,DS（,稀释蒸汽）冷凝温度；另一是裂解汽油的干点（塔顶重组分）不超过205,C,塔釜温度的控制由循环急冷油的粘度确定,38,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环,关注点：,油洗塔系统易结垢，要防止设备堵塞,急冷油粘度大，并含有细小焦粒，配管要伴热保温，要注意仪表选型、急冷油循环泵的选型,油洗塔总压降要低,油洗塔内件选型：气液比大，液体喷淋密度小（3.5,M3/HR.M2）。,塔径大，90万吨规模时填料塔内径10.65米，板式塔内径要在11.0米以上。填料塔液体分配器的设计要满足分配均匀；板式塔的塔盘要做到高水平度。特大型化后填料塔成为优选,39,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）,QO,循环,目的是回收裂解气中的热量，是一死循环，适当减少循环量是有益的,提高油洗塔釜温是减少,QO,循环量的唯一途径(要移出的热量是一定的）,急冷油循环量的减少和温度的升高都影响其粘度（重烯烃聚合），粘度增大,一对矛盾，解决的办法-急冷油减粘,40,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）,急冷油减粘原理：利用减粘塔（燃料油汽提塔）将进料急冷油中的中间馏份（280-330,C，,多为沸点高，而粘度低的芳烃馏份）汽提出来，重新返回到油洗塔中，最终又进到循环急冷油,采用范围一般是：裂解原料较轻，裂解气中裂解燃料油收率低时或想使油洗塔釜温提高时,减粘方法（介质）：只要能将将进料急冷油中的中间馏份汽提出来的办法都是可行的。常用的有：利用乙烷（气体）裂解炉的高温裂解气；利用蒸汽（低压靠分压，高压则同时有升温的作用）；燃料油收率低的液体炉的高温裂解气也可,41,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法：,图,42,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法：,图,43,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）减粘方法：,图,44,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）,乙烷裂解炉的高温裂解气（500-550,C）：,属于高温法减粘，减粘塔温度一般在260到300度，优点是减粘效果好，优先采用,蒸汽（低压/,DS）：,属于低温法减粘，减粘塔温度一般在200度左右，减粘效果一般，用低压蒸汽时还加大了稀释蒸汽排污,蒸汽（高压）：减粘温度适中，减粘塔温度一般在220到250度，减粘效果较好，但还是加大了稀释蒸汽排污（比低压要少）,液体炉的高温裂解气（500-550,C）：,要求燃料油收率低，减粘效果好，与用乙烷炉的裂解气作用相当,45,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）,急冷油减粘后，油洗塔釜温可由185-195,C,提高到200-210,C，,在塔内组份则重新分布，使盘油循环（中油/热油循环）变为必需,盘油（中油/热油）循环-在油洗塔中部建立的热量回收方法，采用范围一般是：裂解原料重，裂解气中裂解柴油收率较高时或采用了高温法减粘，使油洗塔釜温在205,C,左右时,采用盘油循环的最大益处是：在降低了塔顶回流重汽油量的同时，也使得塔顶温度和裂解汽油干点容易控制,46,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）盘油循环,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）盘油（中油/热油）循环,图,47,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,1)油洗塔系统/,QO（,急冷油）循环（对工艺）,盘油（中油/热油）循环-回收的热量相当于低压蒸汽,急冷油循环-回收的热量相当于中压蒸汽,油洗塔釜温并不是越高越好,，存在着一个能量综合利用最优的温度范围，一般在205,C,左右,48,2)水洗塔系统/急冷水循环,2)水洗塔系统/急冷水循环,图,49,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,2)水洗塔系统/急冷水循环,氢气,甲烷（,C1）,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,进料：,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,杂 质,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）CO,C6-C8,非芳,CO2,苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯,H2S,C9-205 DEG C,H2O,H2O,50,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,2)水洗塔系统/急冷水循环,包括：水洗塔、油-水分离器,流程：,自油洗塔塔顶的裂解气进入水洗塔底部，在塔中分别由两段循环急冷水（温度分别为53,C,和37,C）,冷却，顶温到40,C,左右后，裂解气进到压缩机系统,QW（,急冷水）从水洗塔底部采出，经工艺用户回收热量并由循环水冷却到53,C,后分成两股：一股循环返回水洗塔中部；另一股再经循环水冷却到37,C,后返回水洗塔上部,DS,冷凝水,PW（,工艺水）和裂解汽油进入油-水分离器，靠静置使油和水分离。裂解汽油大部送去油洗塔作回流，一小部送去汽油汽提塔汽提后，送出界区；,PW,送去工艺水汽提塔,51,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,2)水洗塔系统/急冷水循环,关注点,：,塔顶温度的控制由两个因素确定，一是循环水,CW,的温度；另一是急冷水的上部循环量，一般在40度左右,塔釜温度的控制由急冷水乳化条件确定，一般在80到85度,急冷水,PH,值控制在8-9，采用注氨水,急冷水含油量控制在 100,ppm(w)以下（静置时间一般在8到10分钟）,52,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,2)水洗塔系统/急冷水循环,关注点：,急冷水,PH,值控制在8-9，高于 11 则可能诱发急冷水乳化,急冷水循环是一死循环，减少循环量的途径只有提高水洗塔釜温（在进料一定），而釜温过高长时间有可能引起急冷水乳化，通常釜温不高于85,C,水洗塔总压降要低,水洗塔内件选型：90万吨规模时填料塔内径10.2米，板式塔内径要在11.0米以上。填料塔液体分配器的设计要满足分配均匀；板式塔的塔盘要做到高水平度。特大型化后填料塔成为优选。,53,3)稀释蒸汽发生系统/,DS(,稀释蒸汽)循环,3)稀释蒸汽发生系统/,DS(,稀释蒸汽)循环,图,54,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,3)稀释蒸汽发生系统/,DS(,稀释蒸汽)循环,包括二台塔：工艺水汽提塔、稀释蒸汽发生塔,流程：,自水洗塔塔底油-水分离器的工艺水,PW,进入工艺水汽提塔顶部，在塔釜由再沸器加热或直接加入蒸气加热，将工艺水中溶解的轻烃汽提出来，塔顶气相返回水洗塔，塔釜工艺水送去稀释蒸汽发生塔上部,稀释蒸汽发生塔底部用,QO（,急冷油）发生,DS，,不足部分由中压蒸汽补充，从塔底部连续排污（含酚），以控制,PW,水质，减少腐蚀。,DS,在进炉区前用中压蒸汽过热到约200,C。,55,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,3)稀释蒸汽发生系统/,DS(,稀释蒸汽)循环,关注点,：,稀释蒸汽发生塔塔顶温度的控制由裂解炉所需,DS,压力确定,稀释蒸汽发生塔底部连续排污一般控制为进料量的3%-5%,工艺水汽提塔顶部气量一般控制为进料量的3%,工艺水汽提塔顶部气相腐蚀性强，要注入缓蚀剂，控制为3,ppm,工艺水是一高发泡物系，进料要注入消泡剂，一般控制为20,ppm,工艺水,PH,值控制在8-10，采用注碱,56,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,1、急冷区,3)稀释蒸汽发生系统/,DS(,稀释蒸汽)循环,关注点：,DS,须过热后方可进裂解炉，液滴出现将严重腐蚀管道,用中压蒸汽发生,DS，,必须采用近饱和的蒸汽，过热蒸汽会使设备严重腐蚀,关于,DS(,稀释蒸汽)循环：量越大则裂解炉烃分压越低，也越有利于裂解生成乙烯。但,DS(,稀释蒸汽)循环是一死循环，量大则会加大能量消耗，并加重整个急冷区的负荷。必须优化确定稀释蒸汽比,57,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,裂解气压缩？,氢气 杂 质,甲烷（,C1）CO,乙炔（,C2)CO2,进气,：乙烯（,C2),H2S,乙烷（,C2）H2O,丙二烯/丙炔（,C3）,丙烯（,C3）,丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,58,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,裂解气压缩-水洗塔顶部裂解气（轻）在近常压的条件下无法进行轻组分之间的分离，必须升压,采用五段/四段离心式裂解气压缩机将裂解气加压到 35-37,kg/cm2(G),加压到35-37,kg/cm2(G),（对工艺）,59,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,35-37,kg/cm2(G)：,氢气,杂 质,甲烷（,C1）CO,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,CO2,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）H2S,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）H2O,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,系统中自供液体甲烷的制冷温度最低只能到-130 C（节流到中压），在该温度下，前冷实现甲烷及更轻组中不含乙烯的压力要求；甲烷/氢分离要求。,60,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,作用：,氢气 杂 质,甲烷（,C1）,CO,乙炔、乙烯、乙烷（,C2）,CO2,丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（,C3）,H2S,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,H2O,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,C6-C8,非芳,61,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,作用：,将裂解气压力提高到轻组分分离所需压力,将裂解气中的裂解裂解轻汽油分离出来,将裂解气中的酸性气体（含有机硫）除去,将裂解气中的饱和水除去,提供装置组分分离所需的各级别冷剂,对蒸汽热裂解，短停留时间，低烃分压都有利于裂解生成乙烯，,COP（,炉管出口压力）的确定选择是炉区和裂解气压缩机总功率消耗综合优化的结果（压力高则裂解气压缩机总功率消耗就低）,62,2、压缩区,2、压缩区,图,63,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,组成（五大系统）：,裂解气压缩机系统,酸性气体（含有机硫）脱除系统,裂解气干燥系统,丙烯制冷压缩机系统,乙烯制冷压缩机系统,64,1）裂解气压缩机系统,1）裂解气压缩机系统,图,65,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统,包括：,裂解气压缩机1-3段及汽油汽提塔,裂解气压缩机4-5段及洗苯塔和凝液汽提塔,66,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统,流程：,裂解气压缩机1-3段及汽油汽提塔：自水洗塔的裂解气进裂解气压缩机一段吸入罐，经缓冲后进压缩机一段，吸入罐压力通过调整压缩机透平转速来控制，压缩后经一段后冷器由循环水冷却进解气压缩机二段吸入罐。分液后的气相进压缩机二段，压缩后经二段后冷器由循环水冷却进解气压缩机三段吸入罐。分液后的气相进压缩机三段，压缩后经三段后冷器由循环水冷却进解气压缩机三段排出罐，分液后由急冷水略过热进酸性气体脱除系统。冷凝下来的液体逐级前返，并在二段吸入罐进行油-水分离，水相送水洗塔，油相则送汽油汽提塔。汽油汽提塔的另一股进料是在急冷区分离下来的裂解重汽油，该塔为汽提塔，控制塔釜液不含,C4,组分，釜液裂解重汽油泵送热区，而塔顶气相则返回裂解气压缩机一段吸入罐。,67,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统,裂解气压缩机4-5段及洗苯塔和凝液汽提塔：自酸性气体脱除系统的裂解气进裂解气压缩机四段吸入罐，经缓冲后进压缩机四段，压缩后经四段后冷器由循环水冷却进解气压缩机五段吸入罐。分液后的气相进压缩机五段，压缩后经五段后冷器由循环水冷却进洗苯塔底部，塔顶气相分别由丙烯冷剂和脱乙烷塔进料冷凝后进洗苯塔回流罐，油相泵送回洗苯塔作回流，罐顶气相进入裂解气干燥系统。各分离罐分离出的水相汇集后返水洗塔，五段吸入罐和洗苯塔分离出的凝液分别进凝液汽提塔。凝液汽提塔控制塔釜液不含,C2,组分，釜液进热区低压脱丙烷塔，而塔顶气相则返回裂解气压缩机四段吸入罐。,68,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统,关注点：,裂解气压缩机防喘振：设有三返一和五返四两条最小流量旁路,裂解气压缩机设有三缸五段，前三段为低压缸，四段为中压缸，最后一段为高压缸，采用等压缩比,为防止压缩机转子及内件积聚垢，必须通过注入油或注入水润湿转子及内件,采用入口管线和压缩机缸体同时注入，要求喷嘴雾化，不可有液滴出现,两相流管线布置,段间压降尽可能小，尤其前三段（低压段），最好采用低阻力降后冷器,69,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统（对工艺）,关于注入油或注入水（量？）：注入油的量由压缩机制造商确定，一般能润湿转子及内件即可，量越少越好；注入水的量也是由压缩机制造商确定，最少要求是取代注入油能润湿转子及内件，节省注入油。但同时要求制造商提供可允许注入的最大水量，因为水的潜热大，在气化过程中同时具有降温作用，如在压缩的过程中处处温度可降到80,C,以下，则可以彻底从根本上终止聚合结垢反应的发生，而不再仅仅被动防止压缩机转子及内件积聚垢,裂解气压缩机段数的选择（四段？五段）：在注水技术之前，段数的选择要考虑：压缩机的投资、压缩机总功率消耗、压缩机各段出口温度；注水技术成熟后压缩机各段出口温度已不再是限制因素，控制注水后的温度即可,70,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,1）裂解气压缩机系统（对工艺）,等压缩比：压缩机功率消耗最小,关于洗苯：只在采用低压脱甲烷流程时才设置，该流程在前冷有一台板翅式自身歧化换热器，裂解气中的苯冷凝进入歧化换热器，并在温度低于-80,C,时固化堵塞板翅式换热器。如裂解气中的苯含量很低（与原料有关），也可以不设洗苯,段间冷却？可降低压缩机功率消耗；受各段出口温度的限制,降低段间压降：前三段采用直接水冷，可将压降降到最小,71,1）裂解气压缩机系统（对工艺）前三段采用直接水冷,1）裂解气压缩机系统（对工艺）前三段采用直接水冷：,图,72,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统,图,73,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统,包括：单乙醇胺吸收及其再生、减洗/水洗、废碱处理,流程：,自压缩机三段并略过热的裂解气进胺吸收塔底部，经胺洗/水洗后（,CO2、H2S,含量均降到30-50,ppm）,进减洗/水洗塔。胺吸收塔底部釜液经汽油洗涤并脱油后进胺再生塔，再生后的胺循环使用，洗涤水也循环使用，酸性气体送去焚烧；胺洗后的裂解气进减洗/水洗塔底部，通过两段碱洗和一段水洗后，将裂解气中的,CO2、H2S,含量均降到1,ppm以下，之后送去,裂解气压缩机四段吸入罐，塔釜排放的废碱送去废碱处理。废碱处理可根据具体情况有三种方式，其目的都是为满足环保要求,74,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统,关注点,：,胺洗,反应：2,HO-C,2,H,4,-NH2+H,2,S=（HO-C2H4-NH3）2S,（HO-C2H4-NH3）2S+H2S=2HO-C2H4-NH3）HS,2,HO-C2H4-NH2+CO2+H2O=（HO-C2H4-NH3）2CO3,（HO-C2H4-NH3）2CO3+CO2+H2O=2HO-C2H4-NH3）HCO3,2,HO-C2H4-NH2+CO2=HO-C2H4-NHCOONH3-C2H4-OH,碱洗,反应：,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,H2S+2NaOH=Na2S+2H2O,长尾曹达法反应：,CO2+NaOH=NaHCO3,H2S+NaOH=NaHS,75,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统,关注点：,胺洗单元对碳钢设备腐蚀性大，对设备材质要求高,醇胺溶液可吸收双烯烃，并在高温再生时易生成聚合物而结垢,胺洗不能脱除有机硫，对,CO2、H2S,也只能降到30-50,ppm，必须与碱洗配合,碱洗,单元黄油的生成及结垢,碱洗,单元晶体的析出会堵塞设备和管道,碱洗塔,内件选型：气液比大，液体喷淋密度小，下段易结垢。要求压降要低；板式塔（抗垢）和填料塔组合成为优选。,76,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统（对工艺）,酸性气体脱除？-,H2S可腐蚀设备、缩短干燥剂分子筛寿命、使加氢钯系催化剂中毒；CO2在低温时可结成干冰堵塞设备和管道,酸性气体脱除系统设在流程的位置：裂解气压缩机缸和缸之间，即低压缸和中压缸之间或中压缸和高压缸之间，这主要取决于缸体材质不同,采用胺洗的条件：,裂解气酸性气体含量高（超过0.2%）时，目的是降低碱消耗量,碱洗,单元黄油的生成：在碱的催化作用下，双烯烃的聚合,碱洗,单元晶体的析出：三段碱洗并在采用长尾曹达碱洗法（碱排放浓度为零，有Na2CO3 和生成的NaHCO3、NaHS）时偶而出现,77,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,2）酸性气体（含有机硫）脱除系统（对工艺）,碱洗塔段数的选择：段数多，碱利用率高，碱消耗量少，废碱排放量少,裂解气用急冷水过热3-5,C？-,防止重烃冷凝进而加重聚合结垢,关于废碱处理：,外卖-脱油脱硫醇后可代替硫化碱用于造纸,CO2,中和-用,CO2,将,H2S,置换出来，量少时焚烧，量大时可回收硫,硫酸中和-用硫酸将,H2S,和,CO2,置换出来，放火炬烧掉，水质,PH,值控制在6.7-8.7之间,湿式空气氧化-用空气将,Na2S,氧化成,Na2SO4,，,目前最常用,78,3）裂解气干燥系统,3）裂解气干燥系统,图,79,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,3）裂解气干燥系统,包括：裂解气干燥、干燥剂再生,流程：,洗苯后的裂解气（15,C）,由上部进入裂解气干燥器，经干燥剂3,A,分子筛脱水，控制水含量小于1,ppm，干燥后去前冷,再生冷热甲烷（由高压蒸汽加热到250 C）从,裂解气干燥器底部进入，按干燥剂3,A,分子筛生产商提供的,再生操作曲线进行，,裂解气干燥器一般为两台，一台操作，另一台再生,80,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,3）裂解气干燥系统,关注点：,裂解气干燥器中3,A,分子筛装填由两部分构成，一是干燥段，另一是保护段，操作时保护段不可用于控制水含量，水分仪装在两段间,3,A,分子筛规格、装填量和装填方式、操作周期均由分子筛生产商提供,再生用甲烷要控制乙烯含量，一般在0.2%-0.8%,81,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,3）裂解气干燥系统（对工艺）,裂解气干燥？,低温,H2O,自身结冰,高压和合适的温度下可和甲烷、乙烷、丙烷等生成烃水合物的白色结晶（水合物），,堵塞设备和管道,注甲醇可降低水的冰点和,水合物的生成起始温度，装置上用于,解冻,裂解气干燥15,C？-,在防止水合物生成的前提下，尽可能降低温度，以减少水进入量,82,4）丙烯制冷压缩机系统,4）丙烯制冷压缩机系统,图,83,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,4）丙烯制冷压缩机系统,包括：丙烯制冷压缩机、各级用户及各段吸入罐,流程：,丙烯制冷压缩机系统为一密闭循环，介质为装置自产聚合级丙烯，为装置提供四个级别的冷剂，分别是 18,C、,2,C、-23,C,和-40,C。,压缩机出口丙烯经冷凝器由循环水全部冷凝，节流后供18,C,级用户并进入压缩机四段吸入罐，气相补气进压缩机四段；液相进一步节流后供 2,C,级用户并进入压缩机三段吸入罐，气相补气进压缩机三段；液相进一步节流后供-23,C,级用户并进入压缩机二段吸入罐，气相补气进压缩机二段；液相进一步节流后供-40,C,级用户并进入压缩机一段吸入罐，气相进压缩机一段，完成一个循环,84,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,4）丙烯制冷压缩机系统,关注点：,压缩机一段吸入罐的压力靠驱动透平转速来控制,压缩机防喘振：设有四返一和四返四两条最小流量旁路,压缩机一段吸入罐的温度由直接喷入液体来控制,85,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,4）丙烯制冷压缩机系统（对工艺）,冷剂级别个数的设置-与裂解原料有关；与分离技术路线有关；与冷区换热集成有关,冷剂级别等级的设置-与裂解原料有关；与分离技术路线有关；与冷区换热集成有关；与等压缩比无关,丙烯制冷压缩机出口压力的确定-与循环水供水温度有关，要在合适的温差下全凝,86,5）乙烯制冷压缩机系统,5）乙烯制冷压缩机系统,图,87,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,5）乙烯制冷压缩机系统,包括：乙烯制冷压缩机、各级用户及各段吸入罐,流程：,乙烯制冷压缩机系统为一密闭循环，与丙烯制冷压缩机系统组合成复迭制冷，介质为装置自产聚合级乙烯，为装置提供三个级别的冷剂，分别是-62,C、-75,C,和-101,C。,压缩机出口乙烯经冷凝器由循环水和各级丙烯冷剂全部冷凝，节流后供-62,C,级用户并进入压缩机三段吸入罐，气相补气进压缩机三段；液相进一步节流后供-75,C,级用户并进入压缩机二段吸入罐，气相补气进压缩机二段；液相进一步节流后供-101,C,级用户并进入压缩机一段吸入罐，气相进压缩机一段，完成一个循环,88,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,5）乙烯制冷压缩机系统,关注点：,压缩机一段吸入罐的压力靠驱动透平转速来控制,压缩机防喘振：设有三返一、三返二和三返一三条最小流量旁路,压缩机一段吸入罐的温度由直接喷入液体来控制,89,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,2、压缩区,5）乙烯制冷压缩机系统（对工艺）,冷剂级别个数的设置-与裂解原料有关；与分离技术路线有关；与冷区换热集成有关,冷剂级别等级的设置-与裂解原料有关；与分离技术路线有关；与冷区换热集成有关；与等压缩比无关,乙烯制冷压缩机出口压力的确定-与所采用的最高级别丙烯冷剂有关，要在合适的温差下全凝,90,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,激冷-深冷，最低温度可达-168,C,采用丙烯、乙烯和甲烷冷剂将裂解气逐级冷却冷凝,91,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,作用：,氢气,杂 质,甲烷（,C1）CO,乙炔（,C2）,乙烯（,C2）,乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔（,C3）,丙烯（,C3）,丙烷（,C3）,丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（,C4）,戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（,C5）,92,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,作用：,将裂解气中氢气分离出来,将氢气中杂质,CO,除去,将裂解气中的甲烷分离出来,将碳二馏份中乙炔除去,将碳二馏份中乙烯分离出来,将碳二馏份中乙烷分离出来,93,3、激冷区,3、激冷区,图,94,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,组成（三大系统）：,前冷及脱甲烷塔系统,氢气甲烷化系统,碳二系统,95,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,1）前冷及脱甲烷塔系统,前冷-在脱甲烷塔之前进行脱氢,后冷-在脱甲烷塔之后进行脱氢,96,第二部分、典型工艺技术路线,一、,顺序分离,工艺技术路线,3、激冷区,1）前冷及脱甲烷塔系统,作用：,氢气,杂 质,甲烷（,C1）CO,乙炔（,C2）,乙烯（,C2）,乙烷（,C2）,丙二烯/丙炔（,C3