乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计

乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计
乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计

乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计

摘要

乙烯是石油化学工业中最重要基础有机原料之一。由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯,即“三烯三苯”是生产各种有机化工原料和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原料,涉及到国民生活的各个方面。所以,乙烯生产能力的大小直接影响着乙烯及其他衍生物的供应。其产能是衡量一国乙烯竞争力的重要标准,也是衡量一个国家石油化工产业的重要标志。

乙烯装置是石油化工行业的龙头装置,对应乙烯装置,石油烃裂解制乙烯技术研究始于20世纪30年代,经过近70年的发展,裂解技术日臻完善,目前该技术所生产的乙烯已经占到世界乙烯总产量的98%以上。

本次设计参考了**乙烯厂的部分资料,以生产实践为基础,理论联系实际,针对乙烯装置分离工段进行重点设计。设计生产能力为年生产10万吨。本设计内容主要对丙烯精馏塔进行了物料衡算、热量衡算、塔型设计、尺寸计算与选型。其中包括塔径计算、塔板布置、流体力学计算,附件的计算与选型,其中包括塔冷凝器的选择、再沸器的选取、接管及除沫器的计算、塔高的计算等内容。

设计过程中查阅了大量的文献资料,并以**乙烯厂装置为参考,设计基本达到了合理程度,绘制了工艺流程图和填料装配图。

关键词:乙烯;装置;丙烯;精馏

ABSTRACT

目录

引言

第一章、文献综述

1.1 设计概述

1.2 国内外乙烯工业的现状和发展前景

1.3 乙烯的主要生产方法

1.3.1 烃类热裂解法生产乙烯

1.3.2 乙烯的主要分离技术

1.3.3 乙烯生产的其他方法

第二章、乙烯等主要产品的性质和工艺流程的确定

2.1 乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格

2.1.1 聚合级乙烯

2.1.2 聚合级丙烯

2.1.3 主要副产品的性质、用途和质量规格

2.2 乙烯生产工艺技术简介

2.2.1 装置简介

2.2.2 基本原理

2.2.3工艺流程

2.2.4工艺条件控制指标

第三章、乙烯装置的物料衡算

3.1 物料衡算

3.1.1 裂解装置的物料衡算

3.1.2 丙烯精馏塔物料衡算

3.2 热量衡算

3.2.1 丙烯精馏塔热流示意图

3.2.2 热量衡算

3.3 设备尺寸衡算与选型

3.3.1 丙烯精馏塔的设备尺寸计算与选型

3.3.2 丙烯精馏塔附属设备及主要附件选型与计算

第四章、设计结果汇总

引言

乙烯是石油化工的基础原料。随着世界经济的发展,低级烯烃的需求呈逐年增加的趋势。目前世界上乙烯的生产绝大多数来源于蒸汽裂解制烯烃技术。由于蒸汽裂解是石油化工中的大能耗装置,而且完全依赖不可再生的石油资源,因此研究和开发人员进行了新的乙烯生产技术的探索和开发,乙烷脱氢、催化裂解、甲烷氧化偶联和甲醇转化等乙烯生产新工艺希望能够以此作为蒸汽裂解制乙烯的补充,甚至在将来替代蒸汽裂解制乙烯。

近年来,世界乙烯装置规模大型化趋势明显。据统计,装置规模从50万吨/年增至70万吨/年,可节省投资16%。随着裂解炉生产能力的提高,不但单位乙烯生产能力的投资下降,而且操作成本和维修成本也相应减少,从而降低了单位乙烯的生产成本。

我国乙烯装置普遍规模较小,其平均能耗、物耗也相应较高。对装置规模小、缺乏市场竞争力的小型乙烯装置,专家建议可借鉴大型乙烯装置改造的经验,进行扩能改造,形成中型乙烯装置以有效地提高现有装置竞争力。

第一章、文献综述

一.1 设计概述

乙烯在国民经济中发挥着巨大作用,乙烯产量已成为衡量一个国家经济水平的重要标志,我国最近几年乙烯产量有了很大的提高。

目前烃类热裂解法是乙烯的主要生产方法,其主要设备裂解炉的效率对乙烯生产有很大影响,因此选择好的裂解炉型将会提高乙烯产量。

乙烯的主要分离方法有:① 顺序分离技术。典型的生产工艺为ABBLummus 公司的顺序分离低压脱甲烷技术;② 前脱丙烷前加氢技术。典型工艺为Stone & Webster公司的前脱丙烷前加氢技术;③ 前脱乙烷前加氢技术。典型工艺为Linde 公司的前脱乙烷前加氢技术。

本设计是对年产10万吨乙烯装置分离工段丙烯精馏工序的设计。该设计是以**公司乙烯裂解装置为依据,同时做了部分改动。本设计以石脑油为原料,管式炉裂解的方法生产乙烯。主要对脱丙烷塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。对丙烯精馏塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉,脱丙烷塔采用的是浮阀塔,丙烯精馏塔采用填料塔。

一.2 国内外乙烯工业的现状和发展前景

经过40多年的建设发展,中国乙烯工业已跻身世界乙烯大国行列。2005年中国乙烯生产能力达到698.8万吨/年。近年中国经济高速发展,带动了化工产品的旺盛需求,尽管乙烯装置开工率都接近100%,但仍严重产不足需,折合乙烯当量自给率仅40%左右。预计2010年国内乙烯当量需求量将达2700万吨,与现有能力相比有近2000万吨的供应缺口。看到中国广阔的市场潜力,国外大石化公司纷纷通过合资方式进军中国,中国已成为世界乙烯发展的目标市场。国内一些企业,从沿海到内地纷纷提出乙烯项目建设设想,乙烯产量将会快速增长。

20世纪70 年代以后,我国的乙烯工业有了快速的发展。到2006年4月,我国共有乙烯装置21套。目前,乙烯生产能力为867.5×104t/a,2005年为787.5×104t/a,产量达到753.9×104t/a,与2004年相比,分别增长30.06%和20.32%。尽管我国的乙烯产量有了快速的增长,但是,由于国民经济的快速发展,2005年的乙烯自给率只有45%左右,远远不能满足经济持续高速发展的需求。在“十一五”期间,我国将采取合资或独资的形式,正在建设和筹建“福建80×104t/a 乙烯、新疆100×104t/a 乙烯、天津100×104t/a 乙烯、镇海100×104t/a 乙烯、广州80×104t/a 乙烯、四川80×104t/a乙烯、抚顺80×104t/a 乙烯、武汉80×104t/a 乙烯”等大型乙烯项目,还有茂名、大庆、兰州、盘锦等乙烯造项目。到“十一五”末或“十二五”初期,我国乙烯生产能力将会达到约1771.5×104t/a,乙烯的自给率大大提高,乙烯工业的技术水平也会大大提高。[1]

虽然我国乙烯工业已具有很好的基础,但依然存在规模偏小、布局分散、整体竞争能力不强等问题。未来我国乙烯的发展,首先通过对现有装置的改扩建及新建装置,调整乙烯产业的布局;加快乙烯工业结构调整和产业升级,实现乙烯工业的基地化、一体化发展,努力提高我国乙烯工业的综合竞争力。原料瓶颈的制约是我国乙烯工业健康发展的重要影响因素。我国乙烯工业采用的是液体裂解原料路线,绝大部分需由炼油工业提供。目前石油已成为制约我国经济和社会发展的主要瓶颈,我国每年要进口1亿吨以上原油来满足油品及化工用油的需求。按照到2010年增1000万吨乙烯的发展目标,需增加化工轻油3500万吨,如果所需化工轻油全部由国内炼厂提供,则需增加原油加工量2亿吨以上,进口量巨大,原料问题将成为我国乙烯发展的最大瓶颈。加强资源优化配置,在兼顾油品需求的同时,最大限度地提供化工轻油,充分利用国内外两种资源,开发多种裂解原料来源是解决乙烯原料瓶颈的有效途径。

近年来,世界乙烯工业保持了较快的发展速度,特别是亚洲(不含中东地区,下同) 、中东地区,乙烯工业发展明显快于其他地区。2006年,世界乙烯能力达到了1120亿吨/年,其中北美、亚洲和西欧地区是世界最大的乙烯生产地,这3个地区的生产能力约占世界总能力的7815%。

近年来,中东地区是世界乙烯工业发展最快的地区,2001 - 2006年其年均增幅达到618%,明显高于世界平均增长率217%。目前,除沙特外,伊朗、科威特、阿联酋、卡塔尔、阿曼等国已成为乙烯的生产地。2006年,世界乙烯产量1110亿吨,其中石脑油和混合原料裂解约占总生产量的57%,乙烷裂解占26%,丙烷和瓦斯油各占7%,丁烷约占2%。未来以天然气为原料的乙烷裂解将有较快发展,2006-2011年年均增长率将达914%,瓦斯油裂解年均增长率为812% ,丙烷为419%,石脑油为214%。到2011年,天然气凝析液(NGL)原料将占总乙烯生产原料的50%。未来几年,世界乙烯将呈现快速增长, 2007-2011年世界将新增乙烯能力3 800万吨/年,年均增幅达519%。从地区增长看,新增乙烯将主要集中在中东和亚太地区,其中中东地区新增2 000万吨/年,约占总新增能力的55%,亚太地区新增1 600万吨/年,约占新增能力的40%。[2]

一.1 乙烯的主要生产方法

目前烃类热裂解法是乙烯的主要生产方法,还有一些其他技术,如由甲醇或乙醇制乙烯,甲烷制乙烯,以及煤液化制乙烯等。这里主要介绍烃类热裂解法制乙烯。

一.1.1 烃类热裂解法生产乙烯

早在30年代就开始对石油烃高温裂解生产技术进行研究,并在四十年代建成了裂解生产烯烃的工业装置。经过近六十年的发展,石油烷烃经管式炉裂解生产乙烯产量占世界乙烯生产的99%以上。

目前主要的裂解方法[1]:

(1) 蓄热炉裂解

该方法以蓄热砖为载体使石油烃裂解来制取烯烃。此法先用燃料和空气在炉内燃烧,使蓄热砖升至高温。然后停止供给燃料和空气用蒸汽吹扫残存空气,即可通入裂解原料和水蒸气。五十年代处实现工业化,由于其收率低、能耗大污水量大、因而除国内的一些小乙烯企业还在生产外,国内早已停产。

(2) 流动床裂解

流动床裂解技术是在催化裂解技术的基础上发展的烃类裂解技术。它以流动床方式循环固体颗粒加热载体,循环的热载体在加热器中被加热,在反应器中则利热载体积蓄的热量进行烃类裂解反应。由于此法在裂解过程中生成的结炭可在加热载体加热过程中烧除,因而可作为重质油裂解手段。IPC法、BASF法、K-K法均作为有代表性的流动技术。

(3) 流动床部分氧化裂解

本法是在流动床反应器中将空气或氧气混合入原料烃,部分原料烃燃烧生成的热量供应其余原料烃进行裂解反应,也称为自然裂解法。对重质裂解原料则用于制取烯烃。

(4) 高温水蒸汽裂解

高温水蒸汽裂解法是以水蒸汽为热载体,利用高温水蒸汽的热量为裂解反应热。其技术的关键在于高温蒸汽的发生。

(5) 管式炉裂解

管式炉裂解是在以间壁加热方式为烃类裂解提供热量。通常,首先在对流段中将管内的烃类和水蒸汽混合物预热至“开始”裂解的温度,再将烃水蒸汽混合物送到高温辐射管继续升温,以进行裂解。由于烃类裂解过程总是伴随着生碳的副反应,在管内进行裂解时,副反应产生的碳会逐渐积附于管壁中形成焦层。克服管壁温度和结焦的限制,是裂解炉裂解技术的关键。此法是国内外普遍采用的裂解方法。

(6) 加氢热裂解

加氢热裂解法是以管式炉裂解为基础,以氢气代替水蒸汽作为裂解稀释剂的裂解技术。

(7) 催化裂解法

催化裂解法是在催化剂存在的条件下,对石油烃进行高温裂解的过程。研究表明:催化裂解可以提高烯烃收率,同时也将提高烃的收率。由于催化剂的存在作为

稀释剂的水蒸汽可生成活性基因OH和H,即可加速裂解反应,又可加速水煤气反应而将裂解生成的碳气化。由此可大大减少裂解过程中的结焦,但相应在裂解气中生成一定量的CO和CO2等酸性气体,正是由于结焦少。因而催化裂解有可能在加压下反应。

一.1.2 乙烯的主要分离技术

目前占据世界乙烯市场的分离技术主要分为3大类,分别为顺序分离技术、前脱丙烷前加氢技术和前脱乙烷前加氢技术。随着催化剂技术和性能的改进,前加氢的优点越来越被人们接受,而前加氢与顺序流程相配合时,C3以上馏分中的双烯烃与C2馏分中的乙炔等一起加氢,对反应的选择性存在不利影响。因此,近来国内采用前脱丙烷、前加氢流程的逐渐多起来。

(8) 顺序分离技术

典型的生产工艺为ABBLummus公司的顺序分离低压脱甲烷技术。裂解气首先进入急冷系统进行快速降温,同时分离出重组分燃料油和粗裂解汽油。然后经过裂解气压缩机将裂解气压力提高到约 3.6 MPa,干燥脱水后进人深冷系统,经过冷箱和脱甲烷塔分离出氢气和甲烷。脱甲烷塔釜物料含有碳二及以上组分,依次进入脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱丁烷塔,从塔顶分出碳二、碳三和碳四组分。脱乙烷塔和脱丙烷塔顶的碳二和碳三分别经碳二和碳三加氢脱炔后进入乙烯塔和丙烯塔,精馏后得到乙烯和丙烯产品。碳二加氢系统位于冷箱及脱甲烷下游,为后加氢。乙烯塔须设置巴氏精馏段,并需设置绿油洗涤系统,这些使投资和能耗增多。另外,由于碳二加氢系统需要冷箱分离出的氢气物料,所以在不能从外部引入氢气的情况下,生产出合格乙烯产品所需要的时间长。由于顺序分离技术中的循环物料稍多,故不利于系统节能。

(9) 前脱丙烷前加氢技术

典型工艺为Stone & Webster公司的前脱丙烷前加氢技术。该技术是在进行脱甲烷之前先将碳三及轻组分与碳四及重组分进行分离,并将分离出的碳三及轻组分进行碳二加氢,然后送入深冷系统。前碳二加氢技术有很多优势:①前碳二加氢产生的绿油量甚微,无需绿油洗涤系统;②由于碳二加氢位于脱甲烷塔上游,从脱乙烷塔釜进人乙烯塔的碳二馏分中不含氢气和甲烷轻组分,乙烯塔可采用开式热泵技术降低能耗;③由于碳二加氢进料中富含氢气,不需要冷箱分离出的氢气,所以,在装置开车时,能很快生产出合格的乙烯产品,缩短开车时间;④由于在进行碳二加氢时也对50 %以上的MAPD加氢,下游的碳三加氢系统负荷降低;⑤乙烯塔不需要巴氏精馏段,也没有不凝气返回。前脱丙烷前加氢技术中只有丙烯塔顶不凝气循环。

(10) 前脱乙烷前加氢技术

典型工艺为Linde公司的前脱乙烷前加氢技术。从裂解炉来的裂解气经急冷、压缩后预冷,首先进入脱乙烷塔系统,把比碳二轻的组分和比碳三重的组分分开。碳二及轻组分先进行碳二加氢,然后进入冷箱和脱甲烷系统。脱甲烷塔釜液只含碳二,直接进入乙烯塔。脱乙烷塔塔釜物料进入脱丙烷塔,脱丙烷塔顶的碳三进行碳三加氢后进入丙烯塔。该技术也采用前碳二加氢,所以具有与前脱丙烷前加氢类似的优点。

一.1.3 乙烯生产的其他方法

除烃类裂解生产乙烯和丙烯外,近几年由煤液化制乙烯的技术已基本成熟,已经运用于工业化生产。

由炼厂气回收乙烯和丙烯,也是工业上生产烯烃的主要来源之一。此外采用丙烷催化脱氢的工艺由丙烷生产丙烯的技术也实现了工业化。近来,在乙烷脱氢生产乙烯方面研究也取得进展。

在石油化工发展的早期,由乙醇脱水制乙烯和焦炉气深冷回收乙烯,均作为乙烯的生产途径之一,随着碳化学发展,由合成气制乙烯或以合成气经甲醇制乙烯的生产线路受到广泛重视。近期,以甲烷偶合氧化制乙烯的研究又取得很大进展。但是在油价相对稳定的情况下,预计在相当时期中,碳一化学的乙烯生产路线尚难与烃裂解竞争。

第二章、乙烯等主要产品的性质和工艺流程的确定

二.1 乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格

二.1.1 聚合级乙烯

本装置生产的乙烯产品送往下述装置:聚乙烯装置,环氧乙烷装置,聚丙烯装置,对二甲苯装置。

性质:常温常压下为无色可燃性气体,略带烃类特有的臭味,冰点-169.4℃,沸点-103.8℃。比重:气体(空气=1)0.9852,黏度0.000093CP,在空气中的爆炸极限:上限为16~29%(体积),下限为3~3.5%(体积)。

表1-1 聚合级乙烯产品指标

质量项目指标单位备注

乙烯

甲烷+乙烷

(乙烷)

丙烯+更重烃

(丙烯) 99.85

0.15

0.1

10

7

5

体积 %

体积 %

体积 %

体积μg/g

摩尔μg/g

体积μg/g

最低

最高

最高

最高

最高

最高

乙炔

一氧化碳

二氧化碳

总羰

硫(以S计) 氯(以CL计)

甲醇

总氮(以N计) 0.5

3

5

1

5

1

1

5

1

5

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

重量μg/g

重量μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

用途:乙烯为石油化工基本原料之一,乙烯可制备多种基本有机原料,如乙醇,乙醛,醋酸,环氧乙烷等,还可作为合成材料的单体如聚乙烯等。

二.1.2 聚合级丙烯

装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置,部分产品送往对二甲苯装置,作为冷剂。

性质:常温常压下为无色可燃性气体,微具烃类特有的臭味,沸点-47.7℃,凝固点-185.25℃。液体比重:()0.5139,零度时气体比重(空气=1)1.46。可溶于乙醇和乙醚,微溶于水。

表1-2 聚合级丙烯产品指标

质量项目指标单位备注

丙烯

甲烷

乙烷

丙烷

乙烯

丁烷+丁烯

乙炔

丙炔

丙二烯

1.3丁二烯

总A+AM+PD+BD 总硫(以S计)

水99.5

10

0.01

0.49

100

10

5

5

5

5

10

1

5

体积%

摩尔μg/g

摩尔%

摩尔%

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

最低

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

最高

羰基硫氢甲醇绿油0.5

5

5

20

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

体积μg/g

最高

最高

最高

最高

用途:丙烯是石油化工的基本原料之一,它可生产多种重要的有机化工原料,如丙烯、环氧乙烷、异丙醇、甘油等。也可直接化合成材料聚丙烯的单体。丙烯在炼油工业上是制取叠合汽油的原料。

二.1.3 主要副产品的性质、用途和质量规格

(11) 富H2气体

装置所产富丙二烯H2气体除本装置外加氢外,部分气体送往汽油加氢和环氧乙烷装置。

表1-3 富H2气体产品规格

质量项目指标单位备注

甲烷

一氧化碳+二氧化碳

碳二硫份

95

平衡量

5

1

0.1

1

5

体积%

体积PPM

体积PPM

体积%

重量PPM

体积PPM

最低

平衡量

最高

最高

最高

最高

最高

用途:用于加氢反应原料,裂解炉燃料。

(12) 丙烷

物化性质:无色气体,气体的相对密度 1.56(空气=1)。液体相对密度0.531(0℃)微溶于水,化学性质很稳定,不容易发生化学反应。与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限2.4~9.5%(体积)。

表1-4 丙烷产品规格

质量项目指标单位备注

丙烷70.53 wt%

丙烯29.47 wt%

丁烯200ppm wt%最高

用途:丙烷是裂解乙烯和丙烷的原料,也可用原料和冷冻剂,在有机合成中,可用于制造含氧化合物和低级硝集烷等。

(13) C4馏分

装置所产生的C4馏分送往界区外贮罐。

表1-5 C4产品规格

质量项目指标单位备注

丙烷+丙烯各200ppm wt 最大

丙二烯200ppm wt 最大

1,3-丁二烯41.56 wt%

丁烯55.6 wt%

稀炔3000ppm wt

用途:1,3-丁二烯为C4馏分中的主要成分可将其提纯,用于合成橡胶,与多种化合物共聚制造各种合成橡胶和合成树脂。

(14) 裂解汽油

装置所产生的裂解汽油送往汽油加氢装置。

表1-6 裂解汽油规格

规格指标单位备注

C4 1000ppm wt 最大

C5 23.6 wt%

C6 25.7 wt%

C7 17.1 wt%

C8 12.0 wt%

C921.5 wt%

胶质30mg/100m

ol

最大

酸性硫30ppm wt 最大

总硫200ppm wt 最大

用途:裂解汽油经一段加氢可作为高辛烷值汽油组分。

(15) 裂解焦油

表1-7 裂解焦油规格

规格条件

闪点闭口℃≥70

粘度50℃mm≤50

比重≥1.01

BMCI ≥10

用途:可用作燃料,还可用于建筑方面,同时也是生产炭黑的良好原料。

二.2 乙烯生产工艺技术简介

2.2.1 装置简介

**乙烯以石脑油为原料,管式炉裂解来生产乙烯。**乙烯装置采用美国鲁姆斯专利技术,由加拿大公司总承包,日本东洋工程公司负责工程设计。本装置包括两套工艺单元:即乙烯单元和汽油加氢单元。以丙烷馏分、丁烷馏分、重整液化气、重整泊头油、直流石脑油及不凝气、粗丙烷为原料。采用五台SRT-Ⅳ型裂解炉和一台CBL-Ⅱ型裂解炉裂解,经急冷、压缩、顺序深冷分离等工序年产14万吨/聚合级乙烯、6万吨/年聚合级丙烯及 4.8万吨/年加氢汽油。同时装置还设有水精制、热水和污水处理三套辅助装置。

2.2.2 基本原理

(16) 裂解

烃类裂解过程是一个十分复杂的化学反应过程,对于石脑油的裂解,因其组分复杂,目前尚未得出统一结论,一般包括下述部分:

①链烷烃的裂解生成乙烯,丙烯的反应。

②丙烯、丁烯的裂解,加氢生成乙烯,甲烷的反应。

③烯烃或二烯烃的聚合环化反应。

④环烷烃的脱环基反应,开环裂解反应。

⑤环烷烃的开环脱氧反应,脱氢反应。

⑥烷基芳烃的脱烷基反应。

⑦芳烃的重缩合反应,生成多环芳香族烃反应,连烷烃的裂解目前认为是游离基的连锁反应。

乙烷裂解:

连锁开始:C2H6 + C2H6→2CH3 + C2H6

连锁传播:C2H6 + CH3·→CH4 + C2H5·

C2H5·→C2H4 + H·

C2H6 + H·→C2H5·+ H2

连锁停止:C2H5·+ C2H5→C5H10

石脑油裂解:

连锁开始:R1H→R2·+ R3·

连锁传播:R2·+ R1H→R3H + R1·

R3·+ R1H→R5H + R1·

R1·→C nH2n + R4·

连锁停止:R1·+ R4·→生成物

(1) 分离

① 脱硫

裂解气中酸性气体的清除在裂解气压缩机三、四段段间碱洗塔内进行,发生的中和反应如下:

H2S +2NaOH→Na2S+2H2O

H2S +Na2S→NaHS

COS+2NaOH→NaSC0ONa+Na2S

NaSC0ONa+2NaOH→Na2CO3+H2O+Na2S

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2O

SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O

② 乙炔加氢

本装置采用气相C2馏分产品选择性加法脱除乙炔,加氢反应是在含Cat存在下进行的,反应式如下:

主反应:C2H2+H2→C2H4+42.200千卡/公斤·分子

副反应:C2H2+H2→C2H6+76.500千卡/公斤·分子

C2H4+H2→C2H6+33.8千卡/公斤·分子

C2H2→2C+H2+54.500千卡/公斤·分子

2C2H2+βH2→高分子烯烃或固体聚合物+发热量

选择催化剂加氢反应分三个过程

第一:C馏分及H从气相扩散Cat表面,并在其上进行吸附,为达到选择性化加氢的目的,首先要求Cat对于乙炔的吸附能力大于对乙烯的吸附能力。

第二:吸附的C2馏分在Cat上进行加H,吸附的乙炔和吸附的H原子加氢H 生成吸附的乙烯基,吸附的乙烯基发生歧化反应生成吸附乙烯。

第三:生成的吸附乙烯进行而脱附为乙烯,为减少乙烯进一步加H生成乙烷,要求Cat对乙烯的吸附能力若,即要求乙烯的脱附速度大于乙烯进一步加氢生成乙烷的脱附速度。

③甲基乙炔及丙二烯的脱除

装置利用液相C产品选择性催化加氢的方法脱除甲基乙炔和丙二烯,Cat为钯系Cat,反应如下:

主反应:C3H4(甲基乙炔)+H2→C3H6+38000千卡/公斤·分子

C3H4(丙二烯)+H2→C3H6+39600千卡/公斤·分子副反应:C3H6+H2→C3H8+30.000千卡/公斤·分子

C4H6+H2→C4H8+26.800千卡/公斤·分子

C4H8+H2→C4H8+30.400千卡/公斤·分子

C4H8→高分子聚合物+发热量

④ CO的脱除

使用镍系Cat进行甲烷化反应脱除CO

主反应:CO+3H2CH4+ H2O

CO2+4H2→CH4+ 2H2O

副反应:C2H4+H2→C2H6

2.2.3工艺流程

⑴原料的预处理

来自界区外的C4+拔头油和石脑油物料热交换器EA-181(C4+TOP)、EA-182(NAP)加热到60℃进入裂解炉。

⑵原料的灵活性

气态原料,即乙烷、丙烷和液化气能在三台裂解炉中裂解。对于工况1、2、3、4裂解生产操作组态概括如下:

表2-1 工况1、2、3、4裂解生产操作组态

物料

操作炉/炉管数目每组原

料连接的管

工况1 工况2 工况3 工况4

乙烷... 1 1 1 2 丙烷 3 ... 3 (3)

乙烷/丙烷 2 2 ... 1 3 乙烷/液化气...... 2 2 3 丙烷/液化气 2 2 (3)

C4+拔头油9 8 9 9 3 石脑油… 2 5 7 3 炉管数16 16 20 20 5 裂解炉数 4 4 5 5 5

⑶裂解和急冷

提供5台SRT-IV HS裂解炉及1台CBL-Ⅱ型炉,5台裂解炉为正常操作,一台作为备用。在清焦期间备用炉可以连续进行操作以达到最大生产能力。

来自于罐区的液体物料加热到60℃进入裂解炉。循环乙烷在进入裂解炉之前,在冷箱中被丙烯冷剂EA-321再次加热,循环丙烷先被丙烯冷剂汽化,接着和来自界区外的被裂解气汽化和EA-238的新鲜丙烷相混合,作为裂解炉的原料。来自界区外的新鲜液化气在进入裂解炉之前用EA-117低压蒸汽汽化。

以SRT-IV HS炉为例,到所有裂解炉的每根炉管的烃进料都有流量控制,烃首先在对流段的最上部盘管中预热,再注入稀释蒸汽,然后烃与稀释蒸汽的混合物在进入辐射段炉管(发生裂解反应的地方)之前返回对流段进一步预热,每个炉子中的四根辐射段炉管的出口在炉膛内成对地合并,送到每台炉的两台废热锅炉(TLE)中,控制出口温度:820℃~880℃,每台炉的两台废热锅炉通过热虹吸系统与每台炉共用的一台汽包相连,发生126 kg/cm2.G的蒸气,到每个汽包的锅炉给水用急冷油(来自EA-138换热器)和对流段烟道气预热在TLE中发生蒸汽。然后在裂解炉的对流段过热器盘管中过热到525℃,用锅炉给水注入到部分过热蒸汽中的方法控制过热器出口的温度。减温后,蒸汽返回对流段最后过热到预期的温度。

设计的裂解炉总的热效率约为95%,对于所有裂解炉的燃料燃烧系统都设计为底部和侧壁烧咀既能烧富氢燃料气,也能烧富甲烷燃料气。正常情况下气体燃料是氢气-甲烷混合物,底部烧咀提供炉子所需总热量的60%,余下的热量由侧壁烧咀来提供。来自TLE的裂解炉流出气体汇集到输送线的总管中,用油急冷后送到汽油分馏塔(DA-101)。

在汽油分馏塔DA-101,裂解气被进一步冷却,裂解燃料油产品在汽油分馏塔的底部和侧线采出,从裂解气中回收的热量首先通过急冷油系统,EA-124被用来发生稀释蒸汽。分馏塔用在急冷塔DA-104和压缩系统中冷凝液的裂解汽油做为回流.DA-104顶温39℃,釜温85℃。

汽油分馏部分包括一个起粘度控制作用的燃料油汽提塔DA-103,以使循环急冷油的粘度保持在适当的范围内。通过蒸汽汽提燃料油汽提塔中燃料油的中间馏分,然后将这些馏分返回到汽油分馏塔中来实现这一目的,这种方法可使循环急冷油富含中间馏分,因此可保持低粘度、离沸点.汽油分馏塔塔底设计的正常操作温度为185℃,塔顶98℃~110℃。

燃料油汽提塔塔底物料同汽油分馏塔侧线采出的多余的裂解柴油相混合,在EA-121中用急冷水冷却,做为裂解燃料油产品送至界区。从汽油分馏塔侧线采出裂解柴油和C9-200℃馏分,分别在EA-757、EA-767用急冷水冷却。然后送到燃料油系统FB-752。

汽油分馏塔塔顶物料进入急冷塔,与循环水直接逆流接触进行冷却和部分冷凝。急冷塔的热的循环水提供给工艺过程低值热源,即FA-207凝液加热器,裂解气加热器EA-206、脱乙烷塔再沸器EA-407、脱丙烷塔侧线再沸器EA-417,丙烯精馏塔主和侧再沸器EA-430和EA-425和甲烷汽提塔再沸器EA-421。

急冷水EA-130A/B,EA-131A、B、C冷却水进一步冷却,急冷塔塔顶物料送至裂解气压缩机GB-201。

汽油在急冷塔内冷凝,在塔底与循环急冷水和冷凝水相分离与部分烃凝液返回到汽油分馏塔做回流,余下部分一粗裂解汽油经EA415冷却被送到贮罐用作裂解汽油加氢的原料。

⑷ 工艺水汽提和稀释蒸汽发生

来自急冷系统的被冷凝的稀释蒸汽在EA-132中被二次加热并送到工艺水汽提塔DA-105。在那儿用再沸器EA-133中发生的蒸汽汽提,以脱除酸性气体和易挥发的烃类。来自工艺水汽提塔的塔顶气相在回急冷塔之前用EA-132冷却,液相用急冷油在稀释蒸汽发生器中汽化,在DS分离罐FA-115中分离发生的蒸汽在EA-128中用中压蒸汽过热,再重返裂解炉中(BA→101~BA-106)用作稀释蒸汽。

⑸ 裂解气压缩、碱洗、裂解气干燥和凝液汽提

急冷塔塔顶馏出物在五段离心式压缩机中从0.31kg/cm2.G压缩到37kg/cm2.G,在EA-203A/B、EA-204A/B、EA-205A/B、EA-207、EA-208、EA-209、EA-210中段间冷却至大约为39℃,第五段用汽化来至界区的新鲜丙烷物料进一步冷却。在一、二段间有一汽油汽提塔,将二段中的大部分轻组份汽提出来送至一段吸入罐,余下的重组份送至FB861.在三段和四段间,裂解气通过DA-203碱洗处理以除去在裂解炉中产生的酸性气体。来自碱洗塔中的废碱用汽油洗涤后,送到储罐及由日本设计的废碱处理单元。第五段排放物由EA-208被水冷却,用脱乙烷塔进料换热器EA-210及开工冷却器EA-209(以丙烯冷剂做补充),然后在分子筛床层上干燥,提供两个干燥器FF-201A/B,当一个干燥器进行循环再生时另一个干燥器在流程上使用。干燥器用甲烷气再生。

干燥后的裂解气在15℃时被送到苯洗塔DA-204脱除苯,以防止苯在激冷操作温度下冻结。苯洗塔的回流液在EA-220用脱乙烷塔进料及EA-211(以丙烯冷剂补充) 冷凝塔底物料被泵GA-213A/B送到干燥器进料器EA-211加热,同液态烃一起在干燥器进料分离罐FA-207被分离。大部分的轻烃被闪蒸掉,剩下的液体同压缩机五段出口来的烃一起被送到凝液汽提塔DA-202,顶温应保持在26.5℃~30.5℃,底温保持在63.4℃~75.9℃,在汽提塔中通过蒸汽加热再沸器EA-212A/B 加热汽提出液体中的乙烷和轻组份。汽提出的气体循环返回四段吸入罐FA-205,塔底物料被送回2#脱丙烷塔DA-409(低压)按这种方法将凝液汽提塔塔釜物料送至脱丙烷塔DA-409以限制压缩机循环系统中重组份(主要是C3混合物)达最小量。

来自压缩机第五段吸入罐FA-206的凝液被送回四段吸入罐FA-205,第四段吸入罐的凝液送回第三段吸入罐FA-204,依此类推则被冷凝的液体(烃和水)排回第二段吸入罐FA-202,在这个罐中,被冷凝下来的烃和水送至FA-251,在此把液态烃和水分离开。液态烃送到汽油汽提塔DA-201做回流,冷凝水送至FA-201用泵GA-207A/B送往DA-104。

通过在压缩机各段吸入口喷入洗油来控制压缩机的结垢。汽化新鲜丙烷使五段吸入口冷却,以减少第五段的结垢。

⑹ 裂解气激冷

来自苯洗塔回流罐FA-208的裂解气通过与工艺物料和机械制冷冷剂交换热量,经过EA-446、EA-404、EA-315、EA-306、EA-307、EA-310、EA-319、EA-311,被逐步冷却到大约-72℃。收集到脱甲烷塔1#分离罐FA-304的凝液在自身换热后,分成两股物料送到脱甲烷塔DA301。

来自1#分离罐的裂解气通过与尾气和最冷级乙烯冷剂(EA-312X、EA-313)换热至冷到-101℃,在2#分离罐FA-305中形成的凝液被直接送到脱甲烷塔DA-301。气体在冷箱EA-309X中与脱甲烷塔塔顶物料和回流物料、氢气、甲烷尾气、换热和汽化部分液态甲烷进行冷却,然后送至第3#分离罐FA-306。来自这个罐的液体在部分汽化后,被直接送到脱甲烷塔DA-301。从这个罐中得到最冷级脱甲烷塔进料。尾气中的氧气纯度大约为70%(mol)。

氢气在一个绝热的焦耳--汤姆森交换系统EA-408X、EA-308X、EA-309X、EA-312X、EA-314X、EA-316X、EA-321X中进行,这个系统所需的冷量是液态甲烷被低压汽化提供的。焦耳-汤姆森膨胀系统产生富甲烷液体物流,其在燃料气压力下汽化和被重新加热而提供冷量。因此而产生95%(mol)的富氢气体。氢气物料被二次加热,经过DC-301保持进料温度288℃、出料313℃,催化甲烷化,氢气然后在分子筛干燥系统FF-301A/B温度为15℃、入口压力31.3kg/cm2.G,产生的用于脱砷单元DC-101、DC-102,乙炔转化器DC-401A/B、MAPD转化器DC420A/B·C、汽油加氢单元DPG、丁烯装置和输出。少部分用于输出的氢气用隔膜压缩机压缩到51kg/Cm2.G,用于聚乙烯和聚丙烯装置。

⑺ 脱甲烷塔DA-301

来自裂解气激冷系统的凝液被送到脱甲烷塔DA-301的适宜的塔盘上。此塔在足够高的压力下进行操作,以满足其塔顶产生的甲烷产品,在送到燃料系统之前先用于干燥器再生的要求。控制塔顶温-134℃,釜温为54℃。

脱甲烷塔的侧线和塔底的再沸器都用裂解气进行加热(在EA-319、EA-317)塔底产品首先用乙烯和丙烯冷剂在EA-314X、EA-316X中进行二次加热,然后分成两股物流。一股物流作为液体直接送到脱乙烷塔DA-401;另一股物流经苯洗塔顶物料和裂解进一步预热汽化后(在EA-220、EA-210中)也被送到脱乙烷塔DA-401。

脱甲烷塔DA-301塔顶经过冷陷过热进入甲烷压缩机压缩,出口气体在激冷系统中经过自身换热和最冷级乙烯冷剂中冷却,所得的凝液作为回流。提供两台往复式压缩机GB-302A/B一台供正常操作使用,一台用于备用。

脱甲烷塔顶物料经激冷系统再次加热(EA-214)用干燥器再生然后被送往燃料气系统。

⑻ 脱乙烷(DA-401)、乙炔加氢和乙烯精馏

脱甲烷塔塔底物料象上面所解释的那样,分成两股物流进入脱乙烷塔,脱乙烷塔是在EA-406中由丙烯冷剂冷凝的塔顶蒸汽做为回流,正常时提供一台急冷水再沸器EA-407,另外提供一个用低压蒸汽加热的再沸器EA-401、DA-401压力控制在24kg/cm2.G、釜温65.6℃。

在带有中间冷却的三床层乙炔转化器DC-401中,用选择加氢方式从脱乙烷塔DA-401塔顶产品中脱除乙炔生成乙烯和乙烷,提供一台备用的转化器和中间冷却器,以便在不间断连续操作的条件下进行催化剂的再生(用过热蒸汽和空气的混合气再生)。将所需要的氢气加入到脱乙烷塔塔顶物料中,然后整个物流通过与乙炔转化器EA-437A/B出料和低压蒸汽EA-438换热进行预热。通过第一个催化剂床层,进料35℃~80℃,出料91℃~150℃温升与进料中的氢气百分含量成正比。提供一个安全监视器,以便在反应器温度过高时切断氢气。第一床层的出料被冷却器EA-443A/B冷却进入绿油分离罐脱出绿油再同更多的氢气混合,然后通过第二个催化剂床层,进料35℃~93℃,出料47℃~127℃,第二个床层的出料被EA443C/D 冷却再同适当量的氢气混合进入第三个催化剂床层,第三个床层的出料含有1μg/g 的乙炔,同EA-444冷却水和转化器EA437A/B进料进行换热冷却。

在加氢过程中,一小部分乙炔转化成叫绿油的聚合物,这种物质妨碍乙烯分馏塔进料的正常干燥,这种干燥必须避免结冰。在绿油吸收罐FA-408中,通过罐中气体与从乙烯精馏塔侧线采出的乙烯/乙烷液态物流相接触,脱除绿油。控制绿油罐温度-28℃~-26℃,绿油吸收罐底含有绿油的液体被循环送到脱乙烷塔DA-401,所含有的绿油同脱乙烷塔塔底物料一起被送到脱丙烷塔DA-404,最后留在粗裂解汽油中。从绿油罐的罐顶出来的气体经过一个用分子筛干燥的乙烯干燥器FF-401,到乙烯精馏塔DA-402。乙烯精馏塔有两个塔底再沸器EA-403、EA-404和一个侧线再沸器EA-603,可以最大限制地回收这个塔的冷量。塔顶温为-34.7℃、釜温为-11.2℃、压力17.5kg/cm2.G(釜)。排放气体中主要是来自乙炔转化器的过量氢气。被循环到裂解气压缩机。提供一个排放气冷凝器EA-436,以使循环物流的乙烯含量减至最小。

乙烷从乙烯精馏塔底部被分离,用裂解气在EA-306、EA-316X、EA-321X中汽化,在冷箱中用丙烯冷剂再加热,循环回裂解炉。

从塔的侧线采出的液态乙烯产品被直接送到储罐FB-801A/C.用输送泵从此罐中采出产品。液态乙烯产品经裂解气(EA-446)、丙烯冷剂(EA-445)二次加热,在被

作为产品送到界区之前汽相(EA-321X)过热。还提供一个等量的备用的乙烯产品蒸汽加热器EA-447。

⑼ 脱丙烷塔(DA-404、DA409)和脱丁烷塔(DA-405)

这部分的目的是从脱乙烷塔塔底和凝液汽提塔塔底的物料中分离C3组分及从剩余的汽油组份中回收混合C4馏分。

凝液汽提塔DA-202塔底和脱乙烷塔DA-401塔底物料是脱丙烷塔DA-404、DA-409的主进料。脱丙烷塔系统为双塔系统。双塔在不同的压力下操作。含有所产生的大部分C3馏分的脱乙烷塔(DA-401)塔底物料被送到1#脱丙烷塔DA-404.这个塔的操作压力15.3 kg/cm2.G,可使塔底蒸汽用冷却水全部冷凝。侧线再沸器EA-417的热量由急冷水提供,塔底再沸器EA-410热量由低压蒸汽提供。1#脱丙烷塔塔底含有的C3组分保持足够的低温,以防止过多的结垢。纯净的塔顶产品用泵送到MAPD转化系统DC-402A/C。釜温控制在78℃,顶温40℃。

来自1#脱丙烷塔塔底的物料被送到2#脱丙烷塔DA-409,来自凝液汽提塔DA-202塔底的物料也被送到这个塔用于回收C3组分。2#脱丙烷塔塔顶汽化物在EA-427被冷却水和在EA-431用丙烯冷凝剂冷凝。压力 6.lkg/cm2.G,再沸器EA-432A/B所需热量由低压蒸汽提供。2#脱丙烷塔在低压下操作使塔釜的结垢达到最小,2#的顶温42℃、釜温79℃。

来自2#脱丙烷塔塔顶的液相产品被1#脱丙烷塔塔釜物料在EA433AB中预热(然后返回到1#脱丙烷塔塔底段),来自2#脱丙烷塔塔底的物料,含有C4和重组分,被送到脱丁烷塔DA-405。

脱丁烷塔用冷却水在EA-414中冷凝,用低压蒸汽在EA-413中再沸。脱丁烷的含有混合C4液态产品的纯塔顶物料被送到储罐FB-805A/B。塔底物料同来自急冷塔的粗汽油相混合,冷却后做为未处理的裂解汽油产品送到裂解汽油加氢单元。DA-405压力4.35kg/cm2.G、顶温45℃、釜温116℃。

⑽ 丙炔、丙二烯加氢和丙烯精馏

在这个部分,C3物流中的MAPD在一个两床层的IFP系统中进行选择性加氢,生成丙烷和丙烯。这个部分还包括汽提多余的未反应的氢气和甲烷的设施。

纯脱丙烷塔塔顶液体通过分子筛干燥器以保证脱除残留的水垢,被泵送到MAPD转化系统。MAPD转化器系统包括三个容器DC-402ABC。两个用于正常操作,一个备用。按这种方式,在反应器再生时可不中断正常操作。

MAPD物料同氢气混合,温度36℃,通过第一段催化剂床层,来自第一段的出料由53℃被冷却至38℃,同更多的氢气混合,通过第二段催化剂床层,出料温度57℃,含有不足5μg/g的MAPD,最终在丙烯精馏塔DA-410、DA-411塔底将其脱除,由于MAPD浓度关系,一些第一段的被冷却的出料被循环回到第一段以降低这段反应器的温升。

来自第二段的纯净出料送到甲烷汽提塔DA-407,在此汽提出多余的氢气和甲烷。顶温55℃,釜温58℃,压力22.6kg/cm2.G。汽提塔塔顶物料用冷却水在EA422中冷凝送到回流罐。此罐罐顶出料被回收到裂解气压缩机,汽提塔塔底物料被直接送到丙烯精馏塔DA-410、DA-411。

丙烯精馏塔采用双塔系统,便于设备维修和操作。

丙烯精馏塔把进料分离成聚合级丙烯蒸馏产品和塔底丙烷循环物流,选择的塔的压力18.4kg/cm2.G,使得回流物料可以用冷却水在EA424中冷凝。精馏塔再沸器的热量是由循环急冷水EA-425或EA-430(低压蒸汽)提供的。聚合级丙烯作为塔顶产品被泵GA-410A/B送到产品罐,丙烯作为塔底产品被循环回裂解炉。DA-410塔釜温度为52℃,塔顶温度44.5℃。DA-411的釜温度为56℃,顶温50℃。

⑾ 丙烯制冷

丙烯制冷系统是一个用蒸汽透平驱动的离心压缩机GB-501的四段闭路系统。此系统提供四个制冷级位:-40℃、-24℃、-7℃和15℃。压缩机出口排气在EA-501中用冷却水冷凝。冷却水冷却之前用空冷器降温。

⑿ 乙烯制冷

乙烯制冷系统提供三个冷级:-101℃,-75℃和-63℃。这是一个三段闭路系统。使用蒸汽透平驱动的离心式压缩机GB-601。压缩机的排气首先用冷却水在EA-601中冷却,用丙烯冷剂在EA-602部分脱过热。出口气通过向乙烯精馏塔中沸器EA-603提供热量被进一步脱过热和冷凝。

提供一台使用丙烯冷剂的开工冷凝器EA-605作为备用。

⒀ 废碱处理单元

来自碱洗塔的废碱首先在FA-237中用汽油洗涤,然后贮存在贮罐FB232中,再送进氧化反应器。在氧化反应器中,废碱同空气混合,废碱中的硫化钠在此反应器中,在高的压力(大约30kg/cm2.G)和温度(180℃)下,通过如下的放热反应而被氧化

Na2S+2O2=Na2SO4

为了维持反应温度,反应器被通入高压蒸汽以增加反应热量。来自反应器顶的反应完的出料被引入洗涤塔DA236,在塔中富氮惰性气体放空,塔底液体用泵送出并用冷却水在EA-237中冷却。一部分送去作进一步处理、余下的被循环回废碱洗涤塔塔顶。

⒁ 裂解汽油加氢单元(DPG单元)

从C5~200℃裂解汽油中分离出C5馏分,C9~200℃组份,剩下的C6~C8组份,在使用鲁姆斯的一段和二段DPG工艺的裂解汽油加氢单元中被加氢。精馏二段液相产品以生产C6~C8产品供石油三厂作为芳烃抽提原料。

① 脱戊烷塔、脱壬烷塔

来自界区外的粗裂解汽油送到脱戊烷塔H-DA-751,在那里C5和较轻组分作为塔顶产品被脱除。来自脱戊烷塔回流罐FA-751的C5产品被泵GA-GA-753A/B打到燃料系统。脱戊烷塔进料中所含的水分从塔顶分离并从回流罐的接受器中采出,脱戊烷塔底物流送到DA7752,再沸器用中压蒸汽,采用负压操作,用压缩来的丙烯冷却塔顶不凝气,循环塔底物C9馏份用塔底循环泵送往FB-809,塔顶采出C6~C8部分送到FA-755,剩余部分送到U-FB-855。

② DPG一段加氢

用GA-755泵将来自缓冲罐FA-755的C6~C8汽油加压到反应器压力,同循环的液体混合充入反应器DC-751。补充氢气单独充入反应器。

在一段反应器中对双烯烃、苯乙烯和一小部分现存的烯烃进行加氢,通过循环部分液态产品来控制由放热反应而导致的温升。

通过改变冷却的循环液体的比例来控制反应器入口温度,此温度需随着催化剂的活性下降而逐渐提高。

当操作温度范围达到上限时,使用常规的蒸汽/空气法对催化剂进行现场再生。

用超过反应所需要的过剩氢气来维持反应器中氢分压,未反应的气体同氢气进料中的甲烷和在反应器中从液态产品中分离出来的氢气气体一起被送到压缩机吸入罐作为二段的补充进料。

③ DPG二段加氢

一段反应器的纯净产品被用泵GA756A/B打到足够的压力,同循环气体混合,使用二段反应器出料换热汽化和在EA-759过热。包括进料循环气体和补充氢气的整个气相被送到二段反应器DC-752.在催化剂上,进料中所存的烯烃被加氢,硫化物转化成烃和H2S。

用循环气来缓解导致整个反应器温升的放热反应。

催化剂活性随时间而降低,需要升高反应器入口温度,当操作温度范围达到上限时,用常规的蒸汽/空气方法现场再生催化剂。

在冷却和部分冷凝前,反应器出料先汽化和过热液态的循环气混合进料。冷却后的汽相/液相混合物随之在高压闪蒸罐FA-756中被分离。离开此罐的气相的主要部分与从一段来的补充氢气一起进入循环压缩机的吸入罐FA-757,来自闪蒸罐的纯气相物料被循环回乙烯装置或送做燃料气,液相被送到汽提塔DA-753,在此塔中,包括硫化氢在内的最终微量不溶气作为塔顶产品被脱除,并与高压闪蒸罐来的纯气相相结合返回乙烯装置或送做燃料气。从汽提塔底部出来的产品预热汽提塔进料后经EA-770冷却至40℃送往FB-857。流程图见图。

2.2.4工艺条件控制指标

(1)裂解炉操作条件的选择

丙烯—丙烷板式精馏塔设计

过程工艺与设备课程设计 丙烯——丙烷精馏塔设计 课程名称:化工原理课程设计 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成时间:

前言 本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。 说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述,对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。 鉴于设计者经验有限,本设计中还存在许多错误,希望各位老师给予指正 感老师的指导和参阅!

目录第一节:标题丙烯—丙烷板式精馏塔设计 第二节:丙烯—丙烷板式精馏塔设计任务书第三节:精馏方案简介 第四节:精馏工艺流程草图及说明 第五节:精馏工艺计算及主体设备设计 第六节:辅助设备的计算及选型 第七节:设计结果一览表 第八节:对本设计的评述 第九节:工艺流程简图

第十节:参考文献 第一章 任务书 设计条件 1、 工艺条件: 饱和液体进料 进料丙烯含量%65x F = (摩尔百分数)。 塔顶丙烯含量%98x D ≥ 釜液丙烯含量%2x W ≤ 总板效率为0.6

2、操作条件: 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法:加热剂——热水 加热方法——间壁换热冷却剂:循环冷却水 回流比系数:R/Rmin=1.2 3、塔板形式:浮阀 4、处理量:F=50kml/h 5、安装地点: 6、塔板设计位置:塔顶 安装地点:。 处理量:64kmol/h 产品质量:进料65% 塔顶产品98% 塔底产品<2%

1、工艺条件:丙烯—丙烷 饱和液体进料 进料丙烯含量65% (摩尔百分数) 塔顶丙烯含量98% 釜液丙烯含量<2% 总板效率为0.6 2、操作条件: 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法: 加热剂——热水 加热方法——间壁换热

丙烯精制毕业设计方案

丙烯精制毕业设计方案 我们毕业设计的题目是1.6或1.8万吨/年pp装置丙烯精制装置工段设计。本设计是以锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置为设计原型。主要数据来至于生产实际并在设计中根据专业理论知识结合生产实际对旧设备、旧工艺进行改进。 一、基础数据的确定: 首先我们对锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置进行实际考察摸 索生产流程及丙稀单耗、丙烯质量指标、副产品指标。确定了本次 设计的基础数据。 二、流程方案的选择 1.生产流程方案的确定: 原料主要有三个组分:C 2°、C 3 =、C 3 °,生产方案有两种:(见下图A,B)如任务书规定: C 2° C 3 = C 3 ° iC 4 ° iC 4 =∑ W% 5.00 73.20 20.80 0.52 0.48 100 图(A)为按挥发度递减顺序采出,图(B)为按挥发度递增顺序采出。在基本有机化工生产过程中,按挥发度递减的顺序依次采出馏分的流程较常见。因各组分采出之前只需一次汽化和冷凝,即可得到产品。而图(B)所示方法中,除最难挥发组分外。其它组分在采出前需经过多次汽化和冷凝才能得到产品,能量(热量和冷量)消耗大。并且,由于物料的内循环增多,使物料处理量加大,塔径也相应加大,再沸器、冷凝器的传热面积相应加大,设备投资费用大,公用工程消耗增多,故应选用图(A)所示的是生产方案。 2.工艺流程分离法的选择: 在工艺流程方面,主要有深冷分离和常温加压分离法。脱乙烷塔,丙烯精制塔采用常温加压分离法。因为C2,C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸

点可提高,这样就无须冷冻设备,可使用一般水为冷却介质,操作比较方便工艺简单,而且就精馏过程而言,获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经济一些,但高压会使釜温增加,引起重组分的聚合,使烃的相对挥发度降低,分离难度加大。可是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温,采用闭式热泵流程,将精馏塔和制冷循环结合起来,工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流程。 三、工艺特点: 1、脱乙烷塔:根据原料组成及计算:精馏段只设四块浮伐 塔板,塔顶采用分凝器、全回流操作 2、丙烯精制塔:混合物借精馏法进行分离时它的难易程度取决 于混合物的沸点差即取决于他们的相对挥发度丙烷-丙烯的 沸点仅相差5—6℃所以他们的分离很困难,在实际分离中为 了能够用冷却水来冷凝丙烯的蒸气经常把C3馏分加压到20 大气压下操作,丙烷-丙烯相对挥发度几乎接近于1在这种 情况下,至少需要120块塔板才能达到分离目的。建造这样 多板数的塔,高度在45米以上是很不容易的,因而通常多 以两塔串连应用,以降低塔的高度。 四、操作特点: 脱乙烷塔1、压力:采用不凝气外排来调节塔内压力,在其他条件不 变的情况下,不凝气排放量越大、塔压越低:不凝气排 放量越小、塔压越高。正常情况下压力调节主要靠调节 伐自动调节。 2、塔低温度:恒压下,塔低温度是调节产品质量的主要手 段,釜温是釜压和物料组成决定的,塔低温度主要靠重 沸器加热汽来控制。当塔低温度低于规定值时,应加大 蒸汽用量以提高釜液的汽化率塔低温度高于规定值时, 操作亦反。 五、改革措施: 丙烯精制塔顶冷却器由四台串联改为两台并联,且每台 冷却器设计时采用的材质较好,管束较多,传热效果好。.六、设想:若本装置采用DCS控制操作系统,这样可以使操作 者一目了然,可以达到集中管理,分散控制的目的。能 够使信息反馈及时,使装置平稳操作,提高工作效率。 为了降低能耗丙烯塔可以采用空冷。

乙烯装置工艺流程

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。 3、分离工序 将压缩工序来的裂解气,经脱水、深冷、加氢和精馏等过程,获得高纯度的乙烯、丙烯,同时得到付产品H2、CH4、C3LPG、混合碳四馏份及裂解汽油。

丙烯精馏塔吊装

独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目丙烯精馏塔吊装方案 中国石油天然气第六建设公司 2006年11月27日

目录 一.设备的主要参数 (1) 二.编制依据 (1) 三.吊装方案的选择 (1) 四.单门型液压吊装系统的配置 (4) 五.吊耳的设置 (5) 六.溜尾吊车的最大受力 (5) 七.有关受力计算 (5) 八.吊索具的选用 (8) 九.吊装平面布置 (10) 十.吊装施工组织机构 (10) 十一.进度计划 (11) 十二.德马格CC—2800—1型600t履带吊的主要起重性能表 (12) 十三. 吊装安全技术措施 (12) 十四. 设备吊装所需的机具及材料 (13) 附图施工进度计划 (16)

一.设备的主要参数 根据施工蓝图,独山子石化乙烯裂解装置中的两台丙烯精馏塔(C-5501A/B)的空塔重量为900t,增加劳动保护、焊接内件等后吊装重量约为1200t,塔体的内径为φ5700mm,塔体的高度为107900mm,设备的基础标高为▽+0.3m。 二.编制依据 1.SH/T3536—2002《石油化工工程起重施工规范》 2.HG 20201—2000《工程建设安装工程起重施工规范》 3.SH/T3515—2003《大型设备吊装工程施工工艺标准》 4.KRAMO液压吊装系统设计计算书 5.丙烯精馏塔(C-5501A/B)的设计图纸 6.乙烯装置的设备平面图 三.吊装方案的选择 对这2台超大型设备的吊装,其实吊装方案的选择只有两种:一种是分段吊装,在空中组对、焊接和热处理,并在直立的状态下进行水压试验;另一种是在地面上将塔设备组焊成整体,并且在地面上做完热处理和水压试验,在将梯子、平台及附塔管线等装上之后,然后再整体吊装。从技术上来看,这两种吊装方案都是可行的,都能达到将塔设备吊装就位的目的。但经过分析、比较和充分地论证,我们认为将超大型设备在地面的滚胎上卧式组对焊接成整体,并将附塔管线、梯子、平台、防腐保温、电气仪表等工作尽可能在地面上完成后,再进行整体吊装的方案更为合理些,其理由如下: 1.可以最大限度地保证设备组对和焊接的质量 设备在地面上组焊可以使用滚胎、自动焊等机具,其组焊条件与制造厂内的条件差不多,与在空中组对和焊接相比,设备在地面上组对的尺寸容易控制,焊接的质量也有保证。 2.可以最大限度地缩短安装工期 设备如果分段吊装,在空中组对和焊接,则只有一个工作面,并且只能在白天作业,因为在夜间不允许进行高空作业。 而设备如果在地面上组对、焊接,就可以有很多个工作面,可以根据工程进度的需要增加组焊机具或人力,可以三班倒,每天24小时连续作业,这样可以大大地缩短设备组对和焊接的时间,缩短设备安装的工期。 3.有利于施工的安全

丙烯精馏塔安装说明

中国石化扬子石油化工股份有限公司乙烯装置节能改造 丙烯精馏塔(E-DA-406N)安装说明及技术要求 一.概述: 扬子石化乙烯装置丙烯精馏塔(E-DA-406N,φ4000) 为新建塔;塔内件采用浙江工业大学专利塔盘——DJ塔盘,由浙江工业大学化学工程设计研究所设计,苏州市科迪石化工程有限公司制造,共82层。预焊件已先期焊接,故本次只安装塔内件(包括塔板和分布器)。 二.塔盘及分布器的安装: 安装工作自下而上进行。 1.根据图1112-406N-01中管口方位图,确定单、双层降液板的方位;单、双层降液板 的方位互成90°。 2.根据图1112-406N-02和1112-406N-03所示的结构情况,以一层塔盘为单元,在塔 外进行组合以备吊装入塔。在组合这层塔盘时,零部件上的标记必须和该层所要求的标记相符。安装后,塔盘面水平度在整个面上的公差为9mm,降液管溢流堰顶端水平度公差为6mm,堰高允差为±3.0mm。首先组装梁和降液管,待降液管定位后再依次安装塔板,特别注意塔板序号及导流板方向。 3.1#~19#塔盘和降液管相同(序列号为1开头);20#~82#塔盘和降液管相同(序列号 为2开头)。 4.进料分布器(管口11A,B)的安装见图1112-406N-11,分布管开孔向下。安装后,整 体水平度公差为6mm,调平后用螺栓固定。 5.回流分布器(管口10)的安装见图1112-406N-10,分布管开孔向下。安装后,整体水 平度公差为6mm,调平后用螺栓固定。 6.管口49、50的内接部分现场制作,详见图1112-406N-09。 7.人孔分别在塔顶、16#、32#、48#、64#塔盘之下。 三.说明: 1.若本公司所出图纸与现场情况不一致时,应由扬子石化的有关部门、设计方代表及 施工方代表现场协商解决并备案。

80m3卧式液化石油气储罐毕业设计开题报告定稿

安徽工程大学 毕业设计开题报告 2013届 毕业设计题目80m3液化石油气储罐设计 院(系)机械与汽车工程学院 专业名称过程装备与控制工程 学生姓名王韶韶 学生学号3090107108 指导教师徐振法老师 安徽工程大学大学学生毕业设计(论文)开题报告表

课题名称80m3卧式液化石油气储罐设计课题类型设计 课题来源分配导师徐振法姓名王韶韶学号3090107108 专业过程装备与控 制工程 一、查阅国内外文献情况(刊物名称、文献题目主要内容) 1.国家质量技术监督局.GB150-1998《钢制压力容器》.中国标准出版社.1998 2.国家质量技术监督局.《压力容器安全技术监察规程》.中国劳动社会保障出版社.1999 3.国家经济贸易委员会. JBT4736-2002《补强圈》.2002 4.全国化工设备设计技术中心站.《化工设备图样技术要求》.2000.11 5.郑津洋、董其伍、桑芝富.《过程设备设计》.化学工业出版社.2001 6.黄振仁、魏新利.《过程装备成套技术设计指南》.化学工业出版社.2002 7.国家医药管理局上海医药设计院.《化工工艺设计手册》.化学工业出版社.1996 8.蔡纪宁.《化工设备机械基础课程设计指导书》.化学工业出版社.2003年 9.贺匡国.《化工容器及设备简明设计手册》.化学工业出版社.2002年8月 10.邵金玲. 液化气储罐设计探讨[J]. 石油化工设备,1999 11.万倩雯. 液化石油气储罐的设计[J]. 河南化工,2000 12.焦伟. 卧式储罐储液体积的计算[J]. 煤气与热力,2001 13.李圣明. 液化石油气储罐设计的几个问题[J].山西化工,2001 14.王利畏. 液化石油气储罐充液高度的计算[J]. 科技情报开发与经济,2006 15.GB150-89《钢制压力容器》 16.JB4731-2000《钢制卧式容器》 17.劳动部.压力容器安全技术监察规程[M].北京:劳动部锅炉压力容器安全杂志社,1990 18.郑津洋,董其伍,桑芝富主编.过程设备设计[M]. 北京:化学工业出版社,2005 19.Perry,R.H.,and Green,D. W Chemical Engi neers’Handbook. 6th ed McGraw-Hill,1984 二、与选题相关的调研报告 1、调研内容 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备,由于该气体具有易燃易爆的特点,因此在设计这种储罐时,要注意与一般气体贮罐的不同点,尤其是安全与防火,还要注意在制造、安装等方面的特点。 (1)液化石油气贮罐的分类 目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大, 故安装费用较高。一般贮

高压聚乙烯装置(LDPE)工艺说明

高压聚乙烯装置(LDPE)工艺说明 高压聚乙烯装置由调聚剂储存、乙烯压缩、引发剂配制及加料、聚合反应、聚合物分离及气体循环、挤压造粒和颗粒干燥、批量掺混等单元组成。 装置设计可生产54个牌号,熔融指数范围为0.2~65克/10分,密度范围为918~926kg/m3的高压聚乙烯产品。 装置控制系统采用H0NNYWELL公司的TPS—502系统。 装置具有工艺流程短、反应温度低、单点进料、反应物料流速快、四点纯过氧化物引发单和转化率高、单线生产能力大、控制先进合理、操作安全等特点。 化学反应 LDPE是通过乙烯的自由基聚合合成的,在高温、高压和引发剂的作用下,使乙烯形成乙烯自由基,Stamicarbon 工艺应用过氧化物作为聚合的引发剂,这些自由基与其它乙烯单体聚合生成带有长链分支的链状聚合物,加入少量的a—烯烃,可产生少量的短链分支,丙烯和丙烷则用来终止聚合反应。 乙烯自由基聚合的基本反应如下: 引发: 引发剂分解生成能够引发聚合反应的自由基: 1→2R’(引发剂分解) 引发剂基团 使用的引发剂如下: 过氧化双叔丁基(引发剂A) 过氧化苯甲酸叔丁酯(引发剂C) 过氧化—2—乙基已酸叔丁酯(引发剂S) R’*十CH2=CH2→R’,—CH2—CH3 基团乙烯基团 链增长: 基团与乙烯连续反应生成分子链 R’—CH2+CH2 *+n CH2=CH2→R—CH2—CH2 * 基团乙烯聚合基团 链终止:

活性聚合物基团并非无限增长下去,而是通过基团的偶合或歧化来终止反应。 a,偶合终止 2R—CH2—CH2 *→R—CH2—CH2—CH2—CH2—R 聚合基团聚合物 b.歧化终止 2R—CH2—CH2*→R—CH= CH2十R—CH2—CH3 聚合基团聚合物聚合物 链转移: 乙稀自由基聚合,可发生下列链转移: a。向单体的链转移: R一CH2一CH2* + CH2 = CH2→R一CH=CH2十CH3一CH2*或 R一CH2一CH2* + CH2 = CH2→R CH2一CH3+CH2=CH* 聚合基团乙烯聚合物基团 b.向链转移剂的链转移: R一CH2一CH2*+CH3一CH2一CH3→R—CH2一CH3+ CH3—CH*—CH3或聚合基团丙烷聚合物基团 R一CH2一CH2*+CH2=CH一CH3→R一CH2一CH3+CH2=C·一cH9 聚合基团丙烯聚合物基团 c,分子间链转移: 这种与其它分子间的链转移,可生成长链分支: R一CH2一CH=+It’一CH2一R”一R一CH2一CH3十R。0H。一R” 聚合基团聚合物聚合协聚合基团 6.分子内链转移: 这种在同一分子内的链转移,可生成短链分支: R一CH2一CH2一CH。一CH2。c痴~R一CH”一CH2一CH2一cH2一cH。 聚合基团聚合基团 生产过程中控制的聚合物特性有: 一密度 一分子量 一分子量分布(MWD)

年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计

年产5.4万吨丙烯精馏塔 的工艺设计

目录 摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2) 1.1丙烯的性质 (2) 1.1.1 丙烯的物理性质 (2) 1.1.2 丙烯的化学性质 (2) 1.2丙烯的发展前景 (2) 1.3丙烯的生产技术进展 (3) 1.3.1 概况 (3) 1.3.2 丙烯的来源 (3) 1.3.3 丙烯的生产方法 (3) 1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4) 第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4) 2.2.1 确定关键组分 (5) 2.2.2计算每小时塔顶产量 (5) 2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7) 2.3塔温的确定 (8) 2.3.1 确定进料温度 (8) 2.3.2 确定塔顶温度 (8) 2.3.3 确定塔釜温度 (8) 第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10) 3.1塔板数的计算 (10) 3.1.1 最小回流比的计算 (10) 3.1.2 计算最少理论板数 (11) 3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11) 3.2确定进料位置 (11) 3.3全塔热量衡算 (12)

3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12) 3.3.2 再沸器的热量衡算 (13) 3.3.3 全塔热量衡算 (13) 3.4板间距离的选定和塔径的确定 (14) 3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (14) 3.4.2 求液体及气体的体积流量 (16) 3.4.3 初选板间距及塔径的估算 (17) 3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定 (18) 3.5.1塔板布置 (18) 3.5.2 溢流堰及降液管设计计算 (19) 3.6塔高的计算 (21) 第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (22) 4.1水利学计算 (22) 4.1.1 塔板总压力降的计算 (22) 4.1.2 雾沫夹带 (23) 4.1.3 淹塔情况校核 (26) 4.2浮阀塔的负荷性能图 (27) 4.2.1 雾沫夹带线 (27) 4.2.2 液泛线 (28) 4.2.3 降液管超负荷线 (29) 4.2.4泄露线 (29) 4.2.5 液相下限线 (30) 4.2.6 操作点 (30) 总论 (32) 致谢 (33) 参考文献 (35) 附录 (38)

201320141课程设计工艺说明30000t 年丙烯制异丙醇项目工艺设计

30000t/年丙烯制异丙醇项目工艺设计 德士古工艺的优点主要有:丙烯单程转化率高、反应操作灵活易控制、阳离子交换树脂催化剂易褥、催化剂对设备腐蚀较弱、能耗低、无污染环境等; (4)开发树脂法丙烯直接水合工艺及配套的耐高温阳离子树脂催化剂,建设高效的国产化异丙醇生产装置十分必要。 1 反应车间 来自总厂的质量分数为99.7%、压力为1.25Mpa、温度为25℃的丙烯经三级单螺杆泵(P0101A/B、P0102A/B、P0103A/B)压缩至8Mpa,再经U型管换热器(E0101、E0102)加热至135℃,然后分成三股物流进入三台并联的固定床反应器(R0101A、R0101B、R0101C);脱盐水(电导率≤5μS/cm)经三级单螺杆泵(P0104A/B、P0105A/B、P0106A/B)压缩至8Mpa,再经U型管换热器(E0103)加热至120℃,然后分成三股分别进入固定床反应器(R0101A、R0101B、R0101C)的三段床层,三段床层进水量的比为4.14:1:1。 本工艺采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂,催化剂的床层温度要控制在130℃-165℃,因为当温度高于165℃时,磺酸根基团的脱落速度将加快,导致反应的转换率迅速降低,并且异丙醇的选择性也开始下降。当温度小于130℃时,丙烯时空收率将减低。在本反应中,总水稀摩尔比为12,大水稀比一方面有利于增加反应推动力,同时产物异丙醇在水中的浓度也较低,可抑制副产品二异丙醚的生成,因而提高目标产物异丙醇的选择性:另一方面,由于丙烯水合为放热反应,大水稀比有利于控制床层的反应温度,并可使催化剂表面能得到充分浸润,能及时移走催化剂床层的反应热,防止催化剂超温失活。

丙烷丙烯储罐

丙烷丙烯储罐 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

设计依据 《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社丙烷储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全,对设计温度留一定的富裕量,取最高设计温度 t=50℃,最低设计温度t=﹣20℃。50℃下丙烷的饱和蒸汽压为P=,取最高工作压力Pw=。 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算 丙烷的年产量暂定:20万吨 每天原料需求:吨

丙烷密度:吨/立方米 装料系数K : 贮存时间:1d 储罐容积: 228 6 8.04995.09 .547=??m3 设计条件 设计温度:50℃ 设计压力: 极端温度:最高50℃,最低-15℃ 抗震烈度:7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为: 盛装液体密度≤1200kg/m3 设计压力,,1MPa ,,,2MPa , ,3MPa ,4MPa 设计温度-20—200℃ 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度 由于储存条件符合HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列,选择公称容积为100m3,公称直径为3000mm ,材料为16MnR 的卧式椭圆形封头贮罐,总数量6个,其标准代号为HG5-。 丙烯储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烯的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低

炼油及乙烯装置主要用泵介绍

炼油及乙烯装置典型工艺及主流程泵简介 一、综述 1.石油和化工工业装置主要涉及的领域如下:以石油与天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的石油石化加工工业,其产品链如图3-1所示。 2.石油和化工行业用泵有以下特点: 1)泵的种类多。包括离心泵(含轴封 离心泵、无密封离心泵、高速离心泵、 皮托管离心泵等)、轴流泵、混流泵、 旋涡泵、柱塞泵、隔膜泵、计量泵、螺 杆泵、齿轮泵、凸轮泵、滑片泵、液环 泵、喷射泵等。 2)作为装置的心脏,泵在石油和化工 行业中被大量使用。资料显示,在石油 和化工装置中,泵配套电机的功率占全 厂用电的26%~59%。据专家估计,全国 泵类产品平均耗电量约占全国总发电 量的20%。也就是说,在石油和化工行 业,泵所占的用电比例为平均值的 1.3~3倍。例如,一个大型的千万吨/ 年的炼油及其配套装置(常减压蒸馏、催化裂化、焦化、加氢等)需要各类泵400台左右,其中离心泵占83%,往复泵占6%,齿轮泵和螺杆泵占3%,其他占8%。一个百万吨/年的乙烯及其配套装置(包括乙烯、丁二烯、汽油加氢、聚乙烯、丙烯腈、苯乙烯和聚苯乙烯、罐区、公用工程等)需要各类泵大约1000台,其中离心泵(包括无密封离心泵)占82%,往复泵和计量泵占8%、齿轮泵和螺旋泵占5%,其他占5%. 3)泵的工业条件比较苛刻。如:输送的介质比较恶劣,如高温、高压、腐蚀性、易燃危险或毒性介质等;所在的环境比较恶劣,如爆炸和火灾危险性区域,气体腐蚀性区域,存在化学、机械、热源、霉菌及风沙等环境条件的区域等。 二、炼油装置用泵 炼油装置,通常通过常减压蒸馏、加氢脱硫、催化裂化、加氢裂化、催化重整、延

年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计

毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目:年产 5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计 1.设计(论文)的主要任务及目标: 通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解,提高综合运用知识的能力;掌握本毕业设计的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法;提高制图能力,学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法,以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,逐步增强实际工程训练。 撰写设计说明书一份(不少于8000字);绘制主要设备装配图一张;绘制带控制点的工艺流程图一张。 2.(论文)的基本要求和内容: 1)设计方案的选择及流程说明; 2)物料衡算、热量衡算; 3)塔板数、塔径计算; 4)溢流装置、塔盘设计; 5)流体力学计算、塔板负荷性能图; 6)绘制带控制点的工艺流程图一张、主体设备装配图一张。 7)完成设计说明书一份(不少于8000字)。 3.设计条件 1)设计原始数据见下表 原始数据 2)操作压力p=1.74Mpa 3)年开工时间为8000h; 4)年生产能力 54000t。

目录 摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2) 1.1丙烯的性质 (2) 1.1.1 丙烯的物理性质 (2) 1.1.2 丙烯的化学性质 (2) 1.2丙烯的发展前景 (2) 1.3丙烯的生产技术进展 (3) 1.3.1 概况 (3) 1.3.2 丙烯的来源 (3) 1.3.3 丙烯的生产方法 (3) 1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4) 第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4) 2.2.1 确定关键组分 (5) 2.2.2计算每小时塔顶产量 (5) 2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7) 2.3塔温的确定 (7) 2.3.1 确定进料温度 (7) 2.3.2 确定塔顶温度 (8) 2.3.3 确定塔釜温度 (8) 第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10) 3.1塔板数的计算 (10) 3.1.1 最小回流比的计算 (10) 3.1.2 计算最少理论板数 (11) 3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11) 3.2确定进料位置 (11) 3.3全塔热量衡算 (12) 3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12)

乙烯装置丙烯精馏塔优化设计_曹媛维

第40卷第9期2012年9月化学工程 CHEMICAL ENGINEERING (CHINA )Vol.40No.9Sep.2012 收稿日期:2011-11-01作者简介:曹媛维(1979—),女,硕士,工程师,主要从事乙烯装置的工艺设计工作,电话:(010)58676692, E-mail :caoyuanwei@hqcec.com 。乙烯装置丙烯精馏塔优化设计 曹媛维 (中国寰球工程公司,北京100029) 摘要:针对近年来大型乙烯装置中的丙烯精馏塔操作不稳定、能耗大的问题,利用PRO /Ⅱ软件模拟分析该塔流程,总结出随着装置规模大型化该塔采用多溢流塔板形式,计算中应考虑塔板形式对板效率取值的影响。当进料组成与设计工况不符或装置负荷增大时导致产品不达标的情况,可增设进料口在非设计工况下不同位置进料以满足分离的要求, 并且塔顶冷凝器和塔底再沸器需要考虑充分的设计余量。并创造性提出了,在传统工艺流程基础上在塔顶冷凝器后增设排放冷凝器进一步回收丙烯的节能优化方案,为实际生产提供建议性指导。关键词:丙烯精馏塔;操作波动;PRO /Ⅱ模拟中图分类号:TQ 051.81 文献标识码:B 文章编号:1005-9954(2012)09-0074-05DOI :10.3969/j.issn.1005-9954.2012.09.0017 Optimization design of propylene rectifying column in ethylene plant CAO Yuan-wei (China HuanQiu Contracting &Engineering Corporation ,Beijing 100029,China ) Abstract :According to high energy consumption and instable operation problems of propylene rectifying column in large-scale ethylene plants ,the propylene rectifying column system was simulated with PRO/Ⅱsoftware.The conclusion is that the influence of the tray type on the tray efficiency should be considered in calculation ,and it is better to use multi-overflow tray type for large-scale ethylene plant.If the propylene product is substandard in the inconsistent feed composition case or the increased duty case , the added feed nozzles are prefered to switch the diffierent feed location for different case.Enough design margin should be considered for the top condenser and the bottom reboiler.The energy saving optimization scheme that adding a new vent condenser after the top condenser to recover more propylene product is creatively put forward ,which provides the constructive guidance for the actual production.Key words :propylene rectifying column ;operation fluctuation ;PRO /Ⅱsimulation 丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷以 及异丙醇等, 是仅次于乙烯的重要石油化工原料[1] 。丙烯衍生物的快速发展带动了丙烯需求的快速增长, 据估计从2006年到2015年全球范围内丙烯需求仍以4.9%的速度持续增长,中国的丙烯需求预计年均 增长达到6.3%[2] 。目前从市场份额看,来自乙烯装置的丙烯占到59%,从炼厂轻烃分离装置回收的丙烯占到35%。本文针对乙烯装置实际运行中丙烯精馏塔进料组成和负荷波动大导致产品不合格、能耗高的问题,利用流程模拟软件PRO /Ⅱ优化该塔操作参数,并探索性地提出在冷凝器出口增设排放冷凝器进一步回收丙烯产品的工艺,为丙烯精馏塔在实际操作 中低能耗、平稳运行提供理论指导和建议。1原始工况的模拟计算 1.1 模拟计算条件 本模拟计算以80万t /a 乙烯装置丙烯精馏塔为例,该塔进料组成条件如表1所示。采出丙烯产品的规格按照GB/T 7716—2002中聚合级丙烯优等品(摩 尔分数99.6%),塔釜丙烯控制指标为摩尔分数≤2%。1.2模拟过程1.2.1 模拟图与模拟参数选择 工业生产中由于受到运输和加工制造的限制,将丙烯精馏塔分成双塔串联或并联操作,但在模拟

丙烷丙烯储罐

丙烷丙烯储罐 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

设计依据《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社 丙烷储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全,对设计温度留一定的富裕量,取最高设计温度t=50℃,最低设计温度t=﹣20℃。50℃下丙烷的饱和蒸汽压为P=1.744MPa,取最高工作压力Pw=1.744MPa。 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算

丙烷的年产量暂定:20万吨 每天原料需求:547.9吨 丙烷密度:0.4995吨/立方米 装料系数K :0.8 贮存时间:1d 储罐容积:228 6 8.04995.09 .547=??m3 设计条件 设计温度:50℃ 设计压力:1.9MPa 极端温度:最高50℃,最低-15℃ 抗震烈度:7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为: 盛装液体密度≤1200kg/m3 设计压力0.25MPa ,0.6MPa ,1MPa ,1.6MPa ,1.8MPa ,2MPa ,2.2MPa 2.5MPa ,3MPa ,4MPa 设计温度-20—200℃ 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积0.5m3—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度1.5mm

(完整word版)脱丙烯精馏塔工艺

目录 第一章概述 (4) 第二章脱丙烯精馏塔工艺计算 (5) 2.1 设计方案简介 (5) 2.2 主要物性数据 (5) 2.3物料衡算 (5) 2.3.1确定关键组分塔顶、塔底的分布量. (6) 2.4确定塔操作条件 (6) 2.4.1.确定塔顶温度: (6) 2.4.2.确定进料温度。 (6) 2.4.3.确定塔底温度. (7) 2.4.4. 各组分相对挥发度 (7) 2.5确定最小回流比。 (8) 2.6理论塔板数与实际板数。 (8) 2.6.1.求定最少理论板数 (8) 2.6.2. 计算实际回流比R及理论塔板数 (9) 2.6.3.计算全塔平均板效率 (9) 2.6.4. 计算实际塔板数和进料板位置 (9) 2.7确定冷凝器和再沸器的热负荷 Q Q (10) ,C r 第三章物料的性质计算 (12) 3.1 求气液负荷 (12) 3.2 平均摩尔质量的计算 (12)

3.2.1 塔顶平均摩尔质量计算 (12) 3.2.2 进料平均摩尔质量计算. (12) 3.2.3 塔底平均摩尔质量计算. (13) 3.3 平均密度计算 (13) 3.3.1 气体平均密度计算 (13) 3.3.2 液体平均密度计算 (13) 3.3.3 液体平均表面张力计算。 (15) 3.3.4 液体平均粘度的计算。 (15) 第四章精馏塔的工艺尺寸计算。 (17) 4.1 塔高的计算。 (17) 4.1.1 塔径D的计算。 (17) 4.2 塔板设计 (18) 4.2.1 确定塔板溢流形式 (18) 4.2.2降液管以及溢流堰的尺寸 (18) 4.2.3核算阀孔动能因数及孔速 (20) 4.2.4计算塔板开孔率 (20) 4.2.5 浮阀塔板设计的校核 (20) 4.2.6 塔板负荷性能图。 (22) 第五章塔附属设备的设计 (25) 5.1主要接管尺寸的计算 (25) 5.1.1进料管 (25) 5.1.2回流管 (25)

丙烯精馏塔工艺设计

过程工艺与设备课程设计(精馏塔及辅助设备设计) 设计日期: 2010年7月6日 班级:化机0701班 姓名:梁昊穹 指导老师:韩志忠

化工原理是化工及其相关专业学生的一门重要的技术基础课,其课程设计涉及多学科知识,包括化工,制图,控制,机械等各种学科,是一项综合性很强的工作;是锻炼工程观念和培养设计思维的好方法,是为以后的各种设计准备条件;是化工原理教学的关键环节,也是巩固和深化理论知识的重要环节。 本设计说明书包括概述、方案流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。 说明中对精馏塔的设计计算做了较为详细的阐述,对于再沸器、辅助设备和管路和控制方案的设计也做了简要的说明。 在设计过程中,得到了韩志忠老师的指导,得到了同学们的帮助,同学们一起讨论更让我感受到设计工作是一种集体性的劳动,少走了许多弯路,避免了不少错误,也提高了效率。 鉴于学生的经验和知识水平有限,设计中难免存在错误和不足之处,请老师给予指正 感谢老师的指导和参阅!

前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 第一章概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.1精馏塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.2再沸器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.3冷凝器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 第二章方案流程简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.1 精馏装置流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.2 工艺流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3 调节装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.4 设备选用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.5 处理能力及产品质量- - - - - - - - - - - - - - - - 8 第三章精馏过程系统设计- - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.1设计条件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.2物料衡算及热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - 10 3.3塔板数的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 3.4精馏塔工艺设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 3.5溢流装置的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 3.6塔板布置和其余结构尺寸的选取- - - - - - - - - - - - 18 3.7塔板流动性能校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - 19 3.8负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 3.9 塔计算结果表- - - - - - - - - - - - - - - - - - -24

丙烯球罐设计方案

方案编号 施工技术方案 吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈扩建工程丙烯球罐组焊 三类 批准: 复审:审核: 编制: 编制单位:

1、工程概况 吉化集团公司丙烯腈装置是“吉化30万吨乙烯及其配套工程”的配套装置之一。该装置采用美国BP公司的工艺技术,于1997年10月建成投产。 原设计规模为6.6万吨/年,2000年丙烯腈装置扩建至10.6万吨/年。根据吉林石化公司“十五”计划和吉林化纤厂“十五”计划,吉林地区对丙烯腈产品的总需求量预计超过21万吨/年。 鉴于上述原因,吉化集团公司决定将10.6万吨/年丙烯腈装置扩建至21万吨/年,并相应增设罐区及配套设施。扩建后的丙烯腈装置提供储存原料丙烯和成品丙烯腈能力的罐区。在现有的基础上新增3台2000m3丙烯球罐。 本施工方案针对吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈装置罐区中的丙烯球罐而编制。其中包括组装及焊接施工工艺,并另对安全措施给予介绍。 所达到的质量目标计划: a、单位工程交验合格率100%; b、分部、分项工程交验优良率90%; c、封闭设备抽检合格率100%; d、无任何大小质量事故; 2、编制依据 a、《压力容器安全技术监察规程》国家技术质量监督局 b、GB150-98《钢制压力容器》 c、GB12337-98《钢制球形贮罐》及附录A“低温球形储罐” d、HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》 e、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》

f、JB/T4709-2000<钢制压力容器焊接工艺评定》 g、JB4730-94《压力容器无损检测》、 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司设计院丙烯球罐设计图纸h、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 i、〔日〕高压气体保安协会“高强度钢使用标准” j、〔日〕WES3003“低温结构用钢板评定标准” k、〔日〕JISZ3700-80 3、工程简介 3.1结构简图

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