经典文档乙烯裂解装置工艺流程详细介绍
裂解(裂化)工艺简介
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（二）停留时间
1. 停留时间 指裂解原料由进
入裂解辐射管到离 开裂解辐射管所经 过的时间。
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2．环烷烃裂解的一次反应 原料中的环烷烃可以发生断链和脱氢反应，生成
乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃等。 例如环己烷裂解:
C6H12 C6H12
C2H4 + C4H8 C2H4 + C4H6+H2 C4H6 + C2H6 3/2C4H6 + 3/2H2
C6H6+3H2
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（二）烃类裂解的二次反应
所谓二次反应是在裂解反应条件下，一次反应生成的烯 烃都可以继续反应，转化成新的产物。
裂解(乙烯)工艺简介
第一节 概述 第二节 烃类热裂解 第三节 烃类裂解工艺过程 第四节 裂解气的净化与分离
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第一节 概述
石油化学工业的发展，促进了国民经济的巨大进步。乙烯、 丙烯、丁二烯（三烯）、苯、甲苯、二甲苯（三苯）等是石油 化工最基本的原料，是生产各种重要的有机化工产品的基础。 所以生产“三烯”、“三苯”的乙烯装置是石油化学工业的龙 头，它的生产规模、产量、和技术标志着一个国家石油化学工 业的发展水平。
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3. 水蒸汽作为稀释剂的优点 （1）易于从裂解气中分离； （2）水蒸气热容大，使系统有较大“热惯性”，可
以稳定裂解温度，保护炉管； （3）可脱除炉管的部分结焦，延长运转周期； （4）减轻了炉管中铁和镍对烃类气体分解生碳的催
化作用； （5）可以抑制原料中的硫对合金钢管的腐蚀。
乙烯装置工艺流程及说明
福炼乙烯装置利用炼厂直馏轻石脑油和直馏重石脑油（LVN/HVN）、加氢尾油（HVGO）、加氢裂化轻石脑油(HCN)、裂解汽油加氢装置C5循环组分、来自于芳烃抽提装置的C6提余油、炼厂饱和C3/C4液化气、循环乙烷、循环丙烷等原料，通过高温裂解，深冷分离产出主产品乙烯和丙烯以及付产品C3液化气（也可以切换到循环裂解丙烷）、丁二烯、MTBE/丁烯-1、甲烷、氢气、粗裂解汽油和裂解燃料油(由裂解柴油和裂解燃料油混合而成)。
装置的乙烯、丙烯产品送至下游生产聚乙烯、聚丙烯产品。
乙烯联合装置主要由裂解、压缩、分离、低温罐区、汽油加氢、混合碳四处理等装置。
乙烯联合装置工艺流程简述：1、裂解工序接收来自界外的炼厂C3/C4、粗混合C4、C5循环物流、分离部分返回的循环乙烷/循环丙烷、芳烃提余油、轻石脑油、重石脑油、以及加氢裂化石脑油(HCN)，分别送入SL-1型及SL-2型炉内，加稀释蒸汽（DS）进行裂解，得到的裂解气（即：氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁二烯、裂解汽油、裂解燃料油等组分的混合物）经废热锅炉急冷，油冷、水冷至常温，回收部分热量，并把其中大部分油类产品分离后送入后续工序。
负责接收从界外来的高压锅炉给水并将其转化为压力11.7Mpa、温度500～525℃的超高压蒸汽（VHS）。
接收本装置分离工序返回的甲烷氢及从界外补充的碳三/碳四等物料经混合、汽化后做为裂解炉燃料气。
2、压缩工序将来自裂解工序的裂解气，经五段压缩后，将压力提高到4.173 MPag，为深冷分离提供条件。
裂解气在压缩过程中，逐段冷却和分离，除去重烃和水，并在三段出口设有碱洗，除去裂解气中的酸性气体，为分离系统提供合格的裂解气。
制冷系统由丙烯制冷系统和乙烯、甲烷二元制冷系统构成，为深冷分离提供－40℃，－27℃，－3℃、13℃四个级别的丙烯冷剂；－40℃～－135℃的二元冷剂。
丙烯、二元制冷系统为多段压缩，多级节流的封闭循环系统。
乙烯装置工艺流程
乙烯装置工艺流程
一、原料准备与输送
乙烯装置的原料主要为石脑油，通过原料油泵输送到装置内。
在原料进入裂解炉之前，需经过一系列的预处理，如脱水、脱硫、脱盐等，以去除杂质，保证原料质量。
二、蒸汽裂解
蒸汽裂解是乙烯装置的核心工艺，通过高温和催化剂的作用，使原料油发生裂解反应，生成乙烯、丙烯等烃类气体。
裂解炉是蒸汽裂解的关键设备，其温度和压力控制对裂解效果具有重要影响。
三、裂解气压缩
裂解气中含有大量烃类气体和惰性气体，需经过压缩和冷凝分离，使烃类气体液化并分离出来。
压缩机组是裂解气压缩的关键设备，其稳定运行对整个装置的平稳运行具有重要意义。
四、裂解气净化
裂解气中还含有一定量的硫化物、氮化物、氯化物等杂质，这些杂质会影响后续产品的质量和加工性能。
因此，需要对裂解气进行净化处理，去除其中的杂质。
常用的净化方法有酸碱洗涤、溶剂吸收等。
五、乙炔发生与净化
在乙烯装置中，部分裂解气会被用于生产乙炔。
乙炔的生产采用电石法，即将电石和水反应生成乙炔和氢氧化钙。
生成的乙炔需要进行净化处理，去除其中的杂质，如硫化氢、磷化氢等。
六、裂解汽油加氢
裂解汽油是乙烯装置的重要副产品之一，其主要成分是芳烃和烯烃。
为了提高裂解汽油的质量和利用价值，需要对裂解汽油进行加氢处理，将其中的不饱和烃转化为饱和烃。
加氢反应是在高温高压下进行的，需要使用催化剂来加速反应过程。
工艺设计流程_裂解炉生产乙烯
利用裂解炉生产乙烯热裂解特点：高温，吸热量大低烃分压，短停留时间，避免二次反应的发生反应产物是复杂的混合物热裂解的供热方式如下所示：直接供热法：工艺复杂，裂解气质量低，成本过高。
其裂解工艺一直没有很大发展！工业上烃类裂解生产乙烯的主要过程为：原料→热裂解→裂解气预处理（包括热量回收、净化、气体压缩等）→裂解气分离→产品乙烯、丙烯及联产物等。
一、原料烃组成对裂解结果的影响影响裂解结果的因素：原料特性；裂解工艺条件；裂解反应器型式；裂解方法等。
原料特性是最重要的影响因素！(一) 原料烃的族组成、含氢量、芳烃指数、特性因数裂解产物分布的影响1. 族组成（简称PONA值）定义：是指原料烃分子中所含各族烃的质量百分比P—烷族烃 N—环烷族烃O—烯族烃A—芳香族烃从表1-7作一比较，在管式裂解炉的裂解条件下，原料愈轻，乙烯收率愈高。
随着烃分子量增大，N+A含量增加，乙烯收率下降，液态裂解产物收率逐渐增加。
*包括乙烷循环裂解原料的PONA值常常被用来判断其是否适宜作裂解原料的重要依据。
表1-8介绍我国几个产地的轻柴油馏分族组成。
表1-8 我国常压轻柴油馏分族组成我国轻柴油作裂解原料是较理想的。
2. 原料氢组成定义：是指原料烃分子中氢原子的质量百分比，不包含溶解的H2烃类裂解过程也是氢在裂解产物中重新分配的过程。
原料含氢量对裂解产物分布的影响规律，大体上和PONA值的影响一致。
表1-9位各种烃和焦的含氢量比较。
表1-9 各种烃和焦的含氢量可以看出，碳原子数相同时，含氢量：烷烃＞环烷烃＞芳烃。
含氢量高的原料，裂解深度可深一些，产物中乙烯收率也高。
对重质烃类的裂解，按目前的技术水平，原料含氢量控制在大于13%（质量），气态产物的含氢量控制在18%（质量），液态产物含氢量控制在稍高于7～8%（质量）时，就容易结焦，阻塞炉管和急冷换热设备。
图1-3给出了不同含氢量原料裂解时产物收率。
从图中可以看出：含氢量 P＞N＞A 液体产物收率 P＜N＜A乙烯收率 P＞N＞A 容易结焦倾向 P＜N＜A3. 芳烃指数（BMCI）定义：BMCI=48640/TV+473.7×d15.615.6－456.8TV=(T10+ T30+ T50+ T70+ T90)/5TV—体积平均沸点，KT10、T30…—分别代表恩氏蒸馏馏出体积为10%，30%…时的温度，K基准：n-C6H14的BMCI=0芳烃的BMCI=100因此，BMCI值越小，乙烯收率越高，当BMCI﹤35时，才能做裂解原料。
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产品分离与处理
压缩和冷凝
将裂解气压缩并冷凝成液态，以便分离出各种产品。
产品分离
将液态混合物分离成各个组分，包括乙烯、丙烯、轻烃、燃料 油等。
产品精制
通过精馏等工艺，提纯各组分产品，以满足市场和用户需求。
燃料气系统与火炬系统
燃料气系统
将燃料气进行压缩、干燥和净化处理，作为燃料供应装置使用。
火炬系统
出。
裂解装置的应用
乙烯裂解装置是石化工业中的重要 生产设备之一，主要用于生产高附 加值的石化产品，如聚乙烯、环氧 乙烷、乙二醇等。
VS
此外，乙烯裂解装置也可以用于生 产燃料油和燃料气等产品。
02
乙烯裂解装置的工艺流程
原料预处理
原料选择
选择低硫、低氮、低重烃的轻质原油，以保证装置运行稳定和产品品质。
本文将详细介绍乙烯裂解装置的工 艺流程和技术特点。
裂解装置简介
裂解装置通常由进料、预热、裂解、冷却、 产品分离和排放等系统组成。
进料系统的作用是将原料送入装置中，预热 系统的作用是将原料预热到一定温度，裂解 系统的作用是在高温高压下将原料转化为乙 烯等产品，冷却系统的作用是将裂解产物迅 速冷却以防止二次反应，产品分离系统的作 用是将乙烯等产品分离出来并进行精制，排 放系统的作用是将裂解产生的废气和废液排
情况。
严格遵守工艺参数
02
操作过程中需严格遵守工艺参数，如温度、压力、流量等，以
确保装置正常运行。
操作人员资质
03
操作人员需具备相应的资质和经验，了解装置的操作规程和应
急处理措施。
安全风险与防范措施
高温高压风险
乙烯裂解装置运行过程中存在高温高压状态，可能引发烫伤、机械伤害等问题。应采取相 应的防护措施，如佩戴高温手套、穿防静电工作服等。
乙烯的裂解工艺流程
乙烯的裂解工艺流程
乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。
乙烯的生产主要依靠乙烷的裂解工艺，通过高温将乙烷分解成乙烯和氢气。
本文将详细介绍乙烯的裂解工艺流程。
1. 原料准备
乙烷是乙烯的主要原料，通常从石油或天然气中提取。
在裂解过程中，乙烷需要经过预处理，去除杂质和硫化物，以保证裂解反应的纯净度和稳定性。
2. 加热和预热
乙烷进入裂解炉前需要先进行加热和预热处理。
加热可以提高乙烷的温度，使其更容易裂解；预热则可以减少对反应炉的腐蚀，延长设备的使用寿命。
3. 裂解反应
经过预处理和预热后的乙烷进入裂解炉，裂解炉通常采用催化
剂或热裂解的方式进行乙烷的分解。
在高温和催化剂的作用下，乙烷分解成乙烯和氢气。
裂解反应需要严格控制温度、压力和催化剂的使用量，以确保乙烯的产率和纯度。
4. 分离和提纯
裂解反应生成的乙烯和氢气混合物需要经过分离和提纯过程。
通常采用冷凝、吸附和蒸馏等方法将乙烯和氢气分离，然后通过洗涤、脱硫和脱氢等工艺将乙烯提纯，去除杂质和不纯物质。
5. 储存和运输
提纯后的乙烯需要进行储存和运输。
乙烯通常以液态或气态的形式储存，并通过管道、铁路或船运输到各个化工厂进行加工和应用。
以上就是乙烯的裂解工艺流程，通过原料准备、加热和预热、裂解反应、分离和提纯、储存和运输等环节，乙烯可以被高效地生产出来，并广泛应用于化工行业。
裂解工艺的稳定性和高效性对乙烯的生产具有重要意义，也是化工生产过程中的关键环节。
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多样化原料
随着石油资源的日益枯 竭，乙烯裂解装置将更 加注重使用非石油原料 ，如天然气、生物质等 。
高附加值产品
为提高经济效益，乙烯 裂解装置将更加注重生 产高附加值产品，如丙 烯、丁烯等。
与其他工艺流程的比较与优化建议
与其他工艺流程的比较
乙烯裂解装置与其他工艺流程相比具有较高的产能和较低的成本，但操作难 度较大，对材料要求较高。
产品收率与质量提升
产品收率提升
通过优化反应条件和改进工艺流程，可以提高乙烯裂解装置 的产品收率。例如，通过调整催化剂种类和用量、优化反应 温度和压力等措施，可以提高乙烯的产率。
产品质量提升
产品质量是衡量乙烯裂解装置性能的重要指标之一。通过选 用高性能的催化剂、优化反应条件和后处理工艺等措施，可 以显著提高产品的质量。例如，采用新型催化剂可以降低产 品中杂质含量、提高纯度。
乙烯裂解装置工艺流程详细介绍
xx年xx月xx日
目录
• 乙烯裂解装置概述 • 乙烯裂解装置工艺流程详解 • 乙烯裂解装置操作与控制 • 乙烯裂解装置的能效与环保 • 乙烯裂解装置的维护与安全 • 乙烯裂解装置的应用与发展趋势
01
乙烯裂解装置概述
乙烯裂解装置的定义
乙烯裂解装置是一种将石油或天然气等原料通过高温、高压 等条件进行热裂解，生产出乙烯、丙烯等烯烃的设备。
将原料加热到一定温度，以便进行后续的裂 解反应。
脱水
脱硫
去除原料中的水分，以避免对裂解反应产生 负面影响。
脱去原料中的硫化物，以减少对环境的污染 。
裂解反应
裂解炉
使用高温裂解炉，将预处理后的原料进行 裂解。
气化
将裂解产生的小分子化合物转化为气体。
热解
乙烯装置操作手册
⼄烯装置操作⼿册⽬录第⼀部分⼄烯裂解单元 (2)⼀、⼯艺流程简介 (2)1. 装置的⽣产过程 (2)2. 装置流程说明 (2)⼆、设备列表 (3)三、仪表列表 (5)四、操作参数 (7)五、联锁逻辑图 (8)六、复杂控制说明 (9)1. ⽐例控制 (9)2. 分程控制 (9)3. 串级控制 (10)七、重点设备的操作 (10)⼋、操作规程 (10)1. 正常开⼯ (10)2. 热态开车 (14)3. 正常运⾏ (16)4. 正常停车 (16)5. 全装置停电 (17)6. 冷却⽔中断 (18)7. 锅炉给⽔故障 (19)8. 压缩⼯段故障 (20)9. 脱盐⽔中断 (20)10. 急冷油中断（泵A坏掉） (21)11. 蒸汽中断 (21)12. ⽯脑油进料中断 (22)13. 燃料⽓中断 (23)14. 裂解炉辐射段炉管烧穿 (24)15. 引风机故障 (24)16. 项⽬列表 (25)九、仿DCS操作组画⾯ (29)1. 操作组画⾯ (29)2. 流程图画⾯ (30)⼗、⼄烯装置裂解单元仿真PI&D图 (31)⼗⼀、裂解单元DCS图&现场图 (39)第⼆部分丙烯压缩制冷单元 (58)⼀、⼯艺流程简介 (58)⼆、设备列表 (59)三、仪表列表 (61)四、操作参数 (63)五、联锁系统 (64)六、操作规程 (65)七、仿DCS系统操作画⾯ (76)⼋、压缩机升速曲线 (77)九、⼄烯装置压缩单元仿真PI&D图 (78)⼗、DCS&现场图 (86)第三部分热区分离精制单元 (102)⼀、⼯艺流程简介 (102)1.装置的⽣产过程 (102)3. 装置流程说明 (102)⼆、设备列表 (103)三、仪表列表 (104)四、操作参数 (108)五、复杂控制说明 (109)六、联锁系统 (112)1. MAPD加氢反应器联锁系统的起因与结果 (112)2. 联锁逻辑图 (112)七、操作规程 (113)1. 装置冷态开车过程 (113)2. 正常运⾏ (115)3. 正常停车 (115)4. 热态开车 (116)5. 提量10%操作 (117)6. 降量20%操作 (117)7. 特定事故 (117)8. 项⽬列表 (122)⼋、仿DCS系统操作画⾯ (126)1. 操作组画⾯ (126)2. 流程图画⾯ (126)九、热区分离单元仿真PI&D图 (127)⼗、热区分离单元DCS图&现场图 (132)第⼀部分⼄烯裂解单元⼀、⼯艺流程简介1.装置的⽣产过程⼄烯车间裂解单元是⼄烯装置的主要组成部分之⼀。
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酸性气体 干燥器
裂解炉 急冷油塔
CGC
脱
丙
急冷水塔
烷
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H2
C2H2
冷箱
乙烯产 品
三元冷剂
乙烯精馏塔
脱 甲 烷 塔
CH4 压缩机
脱乙烷塔
燃料
MAPD
丙稀产品
循环
丙稀精馏
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PI
Mass Balance (Sigmafine)
LP
Process Simulation
ERMS
EDMS
MES
© ABB Instrumentation - 14 2020/4/15
SCADA
OTS
DCS
APC/OPT
GC Analysis MMS/CMS
F&G
CCTV
PCS
© ABB Instrumentation - 15 2020/4/15
工厂管控一体化
经营管理
工厂管理 MES 生产管理
生产监视 ・控制
ＥＲＰ・ＳＣＭ
成本计算
出入库・库存
生产业绩管理（累积値）
工厂生产数据管理 （原始数据）
累积处理
生产工艺数据
生产工艺数据 （时间序列数据）
生产指标
出入库・库存
质量管理 品管数据
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PyGas OSBL
Recycle
© ABB Instrumentation - 3 2020/4/15
乙烯装置主要产品
© ABB Instrumentation - 4 2020/4/15
乙烯原料
© ABB Instrumentation - 5 2020/4/15
热裂解主要产品
© ABB Instrumentation - 6 2020/4/15
裂解特点
裂解工艺流程
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统、 急冷油和燃料油系统、急冷水和稀释水蒸气系统。
© ABB Instrumentation - 9 2020/4/15
© ABB Instrumentation - 10 2020/4/15
裂解炉工艺流程
© ABB Instrumentation - 11 2020/4/15
谢谢！
生产线
连续生产
批量生产 生产过程
动力能源
分析仪表 质量
装罐・包装 组装加工
© ABB Instrumentation - 13 2020/4/15
SECCO Process Overview
SECCO Application Architecture
LIMS
HSE application
ERP
PMIS
生产1吨乙烯所需原料量及副产品
裂解炉
鲁姆斯公司SRT 炉型 美国斯通－韦伯斯特公司
USC炉 林德－西拉斯LSCC裂解炉 美国凯洛格公司和日本
出光石油化学公司 USRT炉
© ABB Instrumentation - 7 2020/4/15
© ABB Instrumentation - 8 2020/4/15