乙烯裂解

乙烯裂解

一、管式炉裂解的工艺

主要由炉体和裂解管两大部分组成：炉体用钢构件和耐火材料砌筑，分为对流室和辐射室。原料预热管及蒸汽加热管安装在对流室内，裂解管布置在辐射室内，在辐射室的炉侧壁和炉顶或炉底，安装一定数量的烧嘴。由于裂解管布置方式和烧嘴安装位置及燃烧方式的不同，管式裂解炉有多种。

二、裂解气急冷与急冷换热器

1、先用间接急冷，后用直接急冷，最后洗涤的办法。

2、其关键设备为急冷换热器，它是裂解装置五大关键设备之一（裂解炉、急冷换热器、三机、冷箱和乙烯球罐）。急冷系统由于温差大，相变安全和材料安全成为其主要问题。

3、间接急冷回收热量产生高压水蒸汽驱动三机，即（裂解气、乙烯、丙烯）压缩机；汽轮机发电；高压水泵等机械。同时终止二次反应。

4、常遇到的问题是结焦。用重质原料裂解时，常常是急冷器结焦先于炉管。为了减少裂解气在急冷器内的结焦倾向，停留时间一般控制在0.04s以下，裂解气出口温度要求高于裂解气的露点（此处为油露点）。若低于露点温度，则裂解气中的较重组分会部分冷凝。凝结的油雾会沾附在急冷换热器管壁上形成流动缓慢的油膜，影响传热，也易发生二次反应结焦。

5、一般裂解条件下，裂解原料含氢量愈低，裂解气的露点愈高，因此急冷换热器出口温度也必须控制较高。

三、裂解工艺流程

包括原料油供给和预热，裂解和高压水蒸汽系统，急冷油和燃料油系统，急冷水和稀释水蒸汽系统。不包括压缩、深冷分离系统。

1、原料油供必须连续、稳定，原料油泵须有备用（含备用电源）及自动切换装置。

2、在急冷油系统设置有6mm滤网的过滤器，并在急冷器油喷嘴前设置较大孔径的滤网和燃烧油过滤器。

四、裂解气深冷

增加压力可以提高气体分离的温度。利用蒸汽透平驱动的离心式压缩机可以满足此项要求。

分离流程有顺序分离流程、前脱乙烷流程、前脱丙烷流程三种。

在脱甲烷塔（关键）系统中将冷凝器、换热器和气流分离罐集中在一起称为冷箱。有前冷流程或后冷流程之分。

五、安全工程

1、乙烯物理性质

2、热裂解火灾爆炸

（1）采用强度较高的垂直管式炉，聚合与缩合二次反应，不可避免的结焦，严格会堵塞管道。停炉清焦是将进料切断后，用惰性气体和水蒸汽清扫管线，逐渐降低炉温，然后通蒸汽、空气烧焦。不停炉清焦法有交替裂解法和水蒸汽、空气清焦法。

（2）广泛采用计算机控制对反应温度、稀释蒸汽比、运转周期等进行控制。配备大量工艺参数和报警联锁系统外，还有调节系统：总原料温度调节；总稀释蒸汽压力调节；总燃料气压力调节；总燃料油压力调节；炉顶火嘴、侧壁火嘴用的燃料油压力调节；炉顶火嘴、侧壁火嘴用的燃料油与雾化蒸汽间压差调节；各组炉管进料流量调节；各组炉管稀释蒸汽注入流量调节；炉膛负压调节；裂解管出口温度调节。

（3）备有蒸汽吹扫管线和灭火管线，设置紧急放空管和放空罐，防止因阀门不严或设备腐蚀漏气造成事故。

（4）应配备双电源和两路水源。操作时，要保证水压大于气压，发现停水或气压大于水压时要紧急放空。

（5）贮存压缩机房应安装固定的蒸汽灭火装置，其开关设在外面易接近的地方。

（6）机械、设备、管线必须安装完备的静电接地和避雷装置。

（7）在分离系统中，分离塔应安装安全阀和放空管；低压系统和高压系统之间应有逆止阀并配备固定的氮气装置、蒸汽灭火装置。操作过程中严格控制温度和压力，发现设备的冻结现象时，可用甲醇解冻疏通。

（8）放空时应先放液相，后放气相，防止系统减压闪蒸引起爆炸。

3、深冷分离

（1）低压法和高压法：低压法需要耐低温钢材。

（2）脱甲烷塔与一般精馏塔有明显差别，其塔顶流出物中有不凝性气体氢气，因此脱甲烷塔的精馏段有其特殊性的。

4、乙烯塔和丙烯塔

（1）乙烯塔可以看作是二元精馏系统。沿塔板的温度分布和组成分布并不是线性的关系。乙烯塔精馏段塔板数较多，回流比大。

（2）丙烯塔是整个分离过程中塔板数量最多、回流比最大的一个塔。由于塔的操作压力不同，塔的操作条件也有较大出入。

5、裂解炉的结焦与清焦

炉管结焦的现象表现为：

（1）炉管投料量不变的情况下，进口压力增大，压差增大。

（2）从观察孔可看到辐射室裂解管管壁上某些地方因过热而出现亮点。

（3）投料量不变及管出口温度不变但燃烧耗量增加，管壁及炉膛各温度升高。

（4）裂解气中乙烯的含量下降。

（5）但当裂解温度很高时（例如850度），温度对结焦的生成是主要的影响因素，抑制剂的作用就无能为力了。