乙烯裂解装置工艺流程详细介绍ppt课件
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乙烯生产技术和工艺流程介绍 PPT
–
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
裂解反应
• 高温 – 800~900oC • 短停留时间 –
80
• 四川
80
• 抚顺
80
• 武汉
80
Linde Lummus Lummus Lummus SW SW
独山子乙烯项目工作分工
Linde 提供专利技术、工艺包、土建以外的基础设 计和相关技术服务；供应关键设备和材料， 如压缩机和透平、锅炉给水泵、冷箱等。
寰球 承担初步设计、详细设计和技术服务；其他 设备和材料全部由总包供货；施工安装至中交。
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： –裂解炉区 –急冷区 –压缩区 –冷区 –热区
乙烯心脏 –裂解炉
乙烯心脏
–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
我国乙烯现状
72
• 扬巴
60
• 赛科
90
• 南海
80
• 吉化大
70
• 吉化小
15
• 茂名
100
• 兰州(新建45) 60
• 天津
20
Lummus Lummus SW Lummus SW Linde
《乙烯生产工艺》PPT课件
• H2、C10、C2(C20、C2=)、C3(C30、C3＝）；C4….
结论： 顺序分离流程
4.问题
(1) 去除C2H2？----- 加氢？吸收？ (2) 去除气体中水份？----- 吸附？吸收？冷冻？ (3) 去除气体中酸性组分？-----吸收？ (4) 满足精馏要求？------烃类液化：低温？，高压？
3、确定生产方法
优点
油吸收法
顺序分离
工艺简单，能耗较 低
深冷分离
前脱乙烷
前脱丙烷
缺点 产品纯度难以满
足要求
结论： 深冷精馏分离
• 多组分精馏分离方案
•
按关键组分划分
• （1）顺序分离方案
• H2、C10；C2(C20、C2=);C3(C30、C3＝）；C4…. • （2) 前脱乙烷分离方案
• H2、C10、C2(C20、C2=);C3(C30、C3＝）；C4…. • （3）前脱丙烷分离方案
➢ 表观停留时间
结论： 烃类热裂解工艺条件特点---高温、低烃分压、短停留时间
4、确定反应器型式
反应特点
气相反应 高温、吸热 低压、短停留时间
对反应器要求
管式反应器
加热、耐高温 高温、毫秒炉反应器 （lummus反应器）
• 管式裂解炉
5、选择材质
工作温度 工作压力 物料化学性质
材质
反应部分（热裂解） 900-1100℃
------烃类液化： 低温？----制冷技术 制冷原理 （压缩－冷凝－节流膨胀－蒸发四个过程） 制冷剂 复叠制冷
制冷剂
复叠制冷
• 5.裂解气分离（顺序分离流程）
任务三、能量有效利用方案
可能回收利用的热量
裂解炉烟道气 裂解炉气（急冷系统）
乙烯裂解装置工艺流程详细介绍ppt
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。
乙烯裂解PPT
四、烯等低级烯烃分子化学性质活泼 丙烯和丁烯等低级烯烃分子化学性质活泼， 自然界中没有烯烃存在， ，工业上获得低级烯烃的 方法是烃类热裂解。
一、乙烯裂解的工艺原理 乙烯裂解的工艺原理
烃类热裂解是将石油系烃类原料（天然气、炼 烃类热裂解是将石油系烃类原料 厂气、轻油、柴油 柴油、重油等）经高温作用，使 烃分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量 烃分子发生碳链断裂或脱氢反应 较小的烯烃、和其它分子量不同的轻质和重质 和其它分子量不同的轻质和重质 烃类。在不饱和烃中 在不饱和烃中，乙烯最重要，产量也最 大。
二、烃类热裂解过程工艺图 烃类热裂解过程工艺图（馏分油为原料）
进料
裂解炉 废热锅炉 急冷器 油洗塔 水洗塔
裂解气
冷 却 器 稀释蒸 气发生
冷 却 器
油水 分离器
裂解气油
气提、冷却
燃料油
三、主要设备
管式裂解炉,急冷锅炉,急冷器,油洗塔,水洗塔, 管式裂解炉,急冷锅炉,急冷器,油洗塔,水洗塔, 提塔
乙烯生产工艺与技术ppt文档
600～700×10-6 →1×10-6以下 方法
吸附干燥 吸附剂：3A分子筛
3.4.3 脱炔
乙炔 甲基乙炔 丙二烯 危害
炔烃影响乙烯和丙烯衍生物生产过程 影响催化剂寿命 恶化产品质量 形成不安全因素 产生不希望的副产品
脱炔要求 乙炔＜5×10－6，丙二烯＜ 10×10
－6
脱炔方法 溶剂吸收法和催化加氢法
乙、丙 较少 丁烷
石脑油 中等
急冷 负荷
较小
中等
重组分液 结焦 间接 油直
体产物含
急冷 冷
量
较少
较不 易
中等
较易
水直 冷
轻柴油 较多 较大 很多
较易
重柴油 很多 很大 很多
很易
急冷换热器工艺要求
传热强度大 能够承受大压差和热量传递所引起的温差 便于清焦
使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右 (但不能低于露点。为什么？) 油蒸汽在露点及低于露点时，容易冷凝聚 集在急冷换热器的管壁上，在高温裂解气 长期作用下，容易结焦。
甲烷 -161.49 -182.48 509.37 4.60 -82.60 15.0 5.0
氢
-252.80 -259.20 454.27 1.30 -239.9 74.2 4.1
制冷剂
选择制冷剂
丙烯
乙烯
甲烷
沸点,℃
-42.70 -103.71 -161.49
温度级位,℃ -40
-100
-120~160
炉型：烧嘴 侧壁无焰烧嘴 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合
盘管结构： 炉管的排列、结构、管径、材质 多程 双程 减少结焦部位，延长操作周期 光管 带内翅片 降低管内热阻 延长清焦周期 等径 分支 增大比表面积，传热强度量增加 变径 缓解管内压力的增加 HK-40 HP-4 提高热强度
吸附干燥 吸附剂：3A分子筛
3.4.3 脱炔
乙炔 甲基乙炔 丙二烯 危害
炔烃影响乙烯和丙烯衍生物生产过程 影响催化剂寿命 恶化产品质量 形成不安全因素 产生不希望的副产品
脱炔要求 乙炔＜5×10－6，丙二烯＜ 10×10
－6
脱炔方法 溶剂吸收法和催化加氢法
乙、丙 较少 丁烷
石脑油 中等
急冷 负荷
较小
中等
重组分液 结焦 间接 油直
体产物含
急冷 冷
量
较少
较不 易
中等
较易
水直 冷
轻柴油 较多 较大 很多
较易
重柴油 很多 很大 很多
很易
急冷换热器工艺要求
传热强度大 能够承受大压差和热量传递所引起的温差 便于清焦
使裂解气在0.01~0.1s内骤冷至露点左右 (但不能低于露点。为什么？) 油蒸汽在露点及低于露点时，容易冷凝聚 集在急冷换热器的管壁上，在高温裂解气 长期作用下，容易结焦。
甲烷 -161.49 -182.48 509.37 4.60 -82.60 15.0 5.0
氢
-252.80 -259.20 454.27 1.30 -239.9 74.2 4.1
制冷剂
选择制冷剂
丙烯
乙烯
甲烷
沸点,℃
-42.70 -103.71 -161.49
温度级位,℃ -40
-100
-120~160
炉型：烧嘴 侧壁无焰烧嘴 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合
盘管结构： 炉管的排列、结构、管径、材质 多程 双程 减少结焦部位，延长操作周期 光管 带内翅片 降低管内热阻 延长清焦周期 等径 分支 增大比表面积，传热强度量增加 变径 缓解管内压力的增加 HK-40 HP-4 提高热强度
乙烯裂解炉PPT幻灯片课件
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31
种类：
1.乙烯裂解反应器供热方式 直接式供热：蓄热炉裂解、沙子炉裂解、流化床裂解 间接式供热：管式炉裂解 2.其中管式裂解炉分类： 从技术上：（1）双辐射室（2）单辐射室（3）毫秒炉 从炉型上：CBL裂解炉、SRT裂解炉、USC裂解炉、 KTIGK裂解炉、USRT裂解炉、pyrocrack裂解炉、 LSCC裂解炉
2）盘管结构： 炉管的排列、结构、管径、材质 多程 → 双程：减少结焦部位，延长操作周期 光管 → 带内翅片：降低管内热阻，延长清焦周期 等径 → 分支：增大比表面积，传热强度量增加 变径：缓解管内压力的增加 HK-40 → HP-40：提高热强度
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21
①相同条件下:裂解原料为全沸程石脑油，乙烯最大产率为27%（以质量计）（单程）和36%（乙烷循环）。
Linde 公司LSCC2 -2 型炉2 -2 -1 -1 四程炉管的一、二 程也采用过如图3 沿中心线 两侧交叉排列的方法, 但距 中心线仅100 mm 。辐射段 炉的热量来自炉子底部及侧 壁对称布置的烧嘴, 炉管在 中心线上布置受热均匀。
但沿中心线两侧交叉布置且距中心线300mm 是否会造成不均匀受热并影 29
二次反应：一次反应产物 继续发生的后继反应。 ●乙烯、丙烯消失，生成 分子量较大的液体产物以 至结焦生炭（抑制其进行）
6
（2） 反应机理 烃类裂解的反应机理：自由基机理 1）链引发（活化能高）：断裂C—C键，产生一对自由基 2）链增长（活化能不大）：自由基夺氢反应，自由基分解反应 3）链终止（活化能一般较低）：两个自由基形成稳定分子的过程
4
2. 原理
（1）生产方法
工业上获得低级烯烃的主要 方法是将烃类热裂解。
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种类：
1.乙烯裂解反应器供热方式 直接式供热：蓄热炉裂解、沙子炉裂解、流化床裂解 间接式供热：管式炉裂解 2.其中管式裂解炉分类： 从技术上：（1）双辐射室（2）单辐射室（3）毫秒炉 从炉型上：CBL裂解炉、SRT裂解炉、USC裂解炉、 KTIGK裂解炉、USRT裂解炉、pyrocrack裂解炉、 LSCC裂解炉
2）盘管结构： 炉管的排列、结构、管径、材质 多程 → 双程：减少结焦部位，延长操作周期 光管 → 带内翅片：降低管内热阻，延长清焦周期 等径 → 分支：增大比表面积，传热强度量增加 变径：缓解管内压力的增加 HK-40 → HP-40：提高热强度
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①相同条件下:裂解原料为全沸程石脑油，乙烯最大产率为27%（以质量计）（单程）和36%（乙烷循环）。
Linde 公司LSCC2 -2 型炉2 -2 -1 -1 四程炉管的一、二 程也采用过如图3 沿中心线 两侧交叉排列的方法, 但距 中心线仅100 mm 。辐射段 炉的热量来自炉子底部及侧 壁对称布置的烧嘴, 炉管在 中心线上布置受热均匀。
但沿中心线两侧交叉布置且距中心线300mm 是否会造成不均匀受热并影 29
二次反应：一次反应产物 继续发生的后继反应。 ●乙烯、丙烯消失，生成 分子量较大的液体产物以 至结焦生炭（抑制其进行）
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（2） 反应机理 烃类裂解的反应机理：自由基机理 1）链引发（活化能高）：断裂C—C键，产生一对自由基 2）链增长（活化能不大）：自由基夺氢反应，自由基分解反应 3）链终止（活化能一般较低）：两个自由基形成稳定分子的过程
4
2. 原理
（1）生产方法
工业上获得低级烯烃的主要 方法是将烃类热裂解。
石油烃类裂解制乙烯基本有机化工第一章PPT课件
境的污染，但急冷换热器技术要求愈高，裂解气的压力损失也
较大。
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急冷换热器
采用间接急冷，关键设备是急冷换热器，它是裂解装置中五大关键设备之一 急冷换热器的结构必须满足裂解气急冷的特殊条件，急冷换热器与一般换热器 不同是高热强度，管内外必须同承受很大的温度差和压力差，同时又要考虑急 冷管内的结焦清焦操作，操作条件极为苛刻。
％。
（２）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。
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茂名新建800KT裂解炉
氧化 乙醛
乙丙橡胶 缩合 2-羟基丁醛
电缆、电线材料
酯化 丁酯 溶剂、
增塑剂
丁醇
溶剂
醋酸 药物、酯类、醋酸乙烯纤维（维尼龙）
辛醇、季戊四醇
增塑剂
齐聚、水合
高碳直链醇（C11～C18） 合成洗涤剂
乙醇
酯化
乙酸乙酯、其它酯类
水合
溶剂及合成原
加氢脱水
丁二烯
合成橡胶
丙酸
氢甲酰化 丙醛 还原 正丙醇
溶剂
6
7
表1-4 温度—停留时间效应对石脑油裂解产物分布关系
出口温度,℃
788～800
停留时间,s
1.2
产物分布，%（质量）
CH4
C2H4 C3H6
C4H6 C5+ CH4/C2H4
C2=+C3=+C4H6
乙烯的生产-裂解ppt课件
项目二 乙烯的生产
任务一 生产方法的选择 任务二 生产准备 任务三 应用生产原理确定工艺条件 任务四 生产工艺流程的组织 任务五 正常生产操作 任务六 异常生产现象的判断和处理
任务一 生产方法的选择
一、烃类热裂解技术
石油系烃类原料（如天然气、炼厂气、石脑 油、柴油、重油等），在高温、隔绝空气的条件 下发生分解反应，生成碳原子数较少，相对分子 质量较低的烃类。制取乙烯、丙烯的同时联产丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料，也称管式 炉裂解或蒸汽裂解技术。以三烯（乙烯、丙烯、 丁二烯）和三苯（苯甲、苯、二甲苯）总量计， 约65％来自乙烯装置。乙烯生产能力是衡量一个 国家和地区石油化工生产水平的标志。
BMCI值是评价重质馏 分油性能的重要指标
原料烃组成与裂解结果
原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。
原料由轻到重，裂解产物中液体燃料油增加， 产气量减少。
原料由轻到重，联产物量增大，而回收联产物 以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置投资 的增加。
环任烷 烃务三 应用生产原理确定工环艺烯 烃 条件
0.01495 0.08053 0.3350
1.134 3.248
6.556×107 8.662×106 1.570×106 3.446×105 1.032×105
1.0 3.72 12.28 29.17 66.85
1.0 5.39 22.40 75.85 217.26
lgk
1 10 4 T
热力学——温度越高对生成乙烯、丙烯越有利， 但对烃类分解成碳和氢的副反应更有利，过高 温度有利于炭的生成。即二次反应在热力学上 占优势。
1、族组成－PONA值
PONA值指各族烃的质量百分含量。 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
任务一 生产方法的选择 任务二 生产准备 任务三 应用生产原理确定工艺条件 任务四 生产工艺流程的组织 任务五 正常生产操作 任务六 异常生产现象的判断和处理
任务一 生产方法的选择
一、烃类热裂解技术
石油系烃类原料（如天然气、炼厂气、石脑 油、柴油、重油等），在高温、隔绝空气的条件 下发生分解反应，生成碳原子数较少，相对分子 质量较低的烃类。制取乙烯、丙烯的同时联产丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料，也称管式 炉裂解或蒸汽裂解技术。以三烯（乙烯、丙烯、 丁二烯）和三苯（苯甲、苯、二甲苯）总量计， 约65％来自乙烯装置。乙烯生产能力是衡量一个 国家和地区石油化工生产水平的标志。
BMCI值是评价重质馏 分油性能的重要指标
原料烃组成与裂解结果
原料由轻到重，相同原料量所得乙烯收率下降。
原料由轻到重，裂解产物中液体燃料油增加， 产气量减少。
原料由轻到重，联产物量增大，而回收联产物 以降低乙烯生产成本的措施，又造成装置投资 的增加。
环任烷 烃务三 应用生产原理确定工环艺烯 烃 条件
0.01495 0.08053 0.3350
1.134 3.248
6.556×107 8.662×106 1.570×106 3.446×105 1.032×105
1.0 3.72 12.28 29.17 66.85
1.0 5.39 22.40 75.85 217.26
lgk
1 10 4 T
热力学——温度越高对生成乙烯、丙烯越有利， 但对烃类分解成碳和氢的副反应更有利，过高 温度有利于炭的生成。即二次反应在热力学上 占优势。
1、族组成－PONA值
PONA值指各族烃的质量百分含量。 适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油
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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 2020/5/5
© ABB Instrumentation - 8 2020/5/5
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 2020/5/5
SECCO Process Overview
SECCO Application Architecture
LIMS
HSE application
ERP
PMIS
© ABB Instrumentation - 1 2020/5/5
乙烯装置工艺流程
进料
酸性气体 干燥器
裂解炉 急冷油塔
CGC
脱
丙
急冷水塔
烷
C4 OSBL
脱丁烷塔
H2 处理
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
© ABB Instrumentation - 2 2020/5/5
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
© ABB Instrumentation - 12 2020/5/5
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 2020/5/5
© ABB Instrumentation - 10 2020/5/5
裂解炉工艺流程
© ABB Instrumentation - 11 2020/5/5
谢谢！
PyGas OSBL
Recycle
© ABB Instrumentation - 3 2020/5/5
乙烯装置主要产品
© ABB Instrumentation - 4 2020/5/5
乙烯原料
© ABB Instrumentation - 5 2020/5/5
热裂解主要产品
© ABB Instrumentation - 6 2020/5/5
PI
Mass Balance (Sigmafine)
LP
Process Simulation
ERMS
EDMS
MES
© ABB Instrumentation - 14 2020/5/5
SCADA
OTS
DCS
APC/OPT
GC Analysis MMS/CMS
F&G
CCTV020/5/5