管式裂解炉及裂解部分工艺流程课件

乙烯工业的发展趋势
（一）乙烯建设规模继续向大型化发展
800、 900、 1000、 1200 单炉产量： 90、 120、 140
年代 60
70
80
90 21世纪
规模 20
30
45
60 80～90
（二）生产新技术的研究开发 1、KBR和埃克森 Kellogg Brown & Root 提高收率、 提高选择性、降低投资、 原料适应性相对较强。 100万吨乙烯生产厂的裂解炉：
H2O: 5. 04 ％
3.4裂解气的净化
§3·4·1裂解气的净化 一、有害物质
1、酸性气体 H2S、 CO2和CO、 少量有机物
18%～20% 水洗 5%～7% 2%～3%
2、H2O H2O
操作条件下结冰
CH4
C2H 6C3H8
与低碳原子烷烃形成水合物
6H2O 7H2O 8H2O
低温有利
源自文库 3、不饱和烃 C2H2 丙二烯＋丙炔
轻柴油裂解气组成
成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol
H2
13．1828 C2H4 29.0363
CO CH4
0 . 1751 21.2489
C2H6 7.7953
丙二烯＋丙炔 0.5419
C2H2 0 . 3688 C3H6 11.4757
C3H8 0.3558
1，3-
丁二烯 2. 4194 异丁烯 2. 7085
9～10个
5～6个
2、新的工艺技术 ①ALCET技术 低投资乙烯技术
Brown&Root
溶剂吸收分离甲烷
无需脱甲烷塔、低温甲烷、乙烯制冷系统
新建和扩建均有利。
对原有的油吸收进行改进: A:加氢和前脱丙烷结合起来； B:先除去C4及C4＋馏分; C:再进入油吸收脱甲烷系统； D:最后从甲烷和轻质组分中分离C2以上组分。
②膜分离技术
1994Kellogg公司提出用于乙烯裂解。 中空纤维分离出部分氢， 减少乙烯制冷的负荷。 提高生产能力。
裂解汽油的选择性或全部加氢。
③催化精馏加氢技术
Lummus公司提出
加氢和产物分离
同一个精馏塔
精馏段：
全部或部分被含有催化剂的填料代替。 用途：
①C3馏分选择性加氢； ②C4馏分选择性或全部加氢； ③C4和C5混合馏分全加氢。
换热器： 污水：120
工艺水汽提塔：
7～8吨
水蒸气循环好处：
缓蚀剂 ①节约了新鲜的锅炉给水
②减少了污水的排放量
裂解部分原则工艺流程
轻柴油裂解装置原则工艺流程图
轻柴油
储罐
泵
裂解气
水
洗
塔
汽油 油水 分离罐
水
燃料油
预热
急冷器 裂
解
炉 换热器
油
洗 汽塔 提
塔
馏分油裂解装置裂解气预分馏过程流程图(86)
裂解汽油
原料
裂
急
解 废热锅炉 冷 油 水 裂解气
炉
器洗 洗
塔塔
冷却器
稀释蒸汽 发生器
冷却器
油水分离器
水
管式裂解法的优缺点
历史：
油品加热炉
油品热裂化炉
油品裂解炉
多年历史的成熟工艺
优点： ⑨原料的使用范围日渐扩大；
①炉型结构简单；
②操作容易；
⑧热效率高；
③便于控制； ④能连续生产；
⑩多台组合大型化。
⑤乙烯、丙烯收率高；
2、各设备所起的作用
3、主要操作条件
155℃； 180℃水蒸气、 540℃、800℃、 τ=0.5s； 450℃～550℃； 185℃急冷油、230℃、N=23、 109℃裂解汽油、裂解气和水蒸气； 冷却水37℃、N=16、40℃、80℃、裂解气； 裂解汽油、水。
4、目的产物 裂解气
5、副产物 裂解汽油 裂解燃料油
3、抑制裂解炉结焦技术 ①使用涂覆技术降低炉管结焦
表面热处理后形成涂层。 已经成熟投产。
②使用结焦抑制剂（FSI)
Forest Star International
实验证明： 两次清焦运行期增加3倍， 由原来每45天清焦一次的100小时
135天费时2～4小时。
任务： 1、开发耐高温的裂解管材 2、寻找耐高温、高选择性催化剂
急冷方式：
直接急冷 间接急冷
水直接急冷 油直接急冷
急冷方式的比较：
直接急冷：
设备费少、 操作简单、 系统阻力小、
传热效果好、大量污水、 油水分离困难、
难以回收能量。
√ 间接急冷： 能量利用合理、 经济性好、 无污水产生。
4、急冷水和稀释水蒸气系统
设备：
水冷塔： 分离槽：
指标： 釜水中含油100ppm
裂解单元原则流程图
450℃～550℃
155℃
急冷器
800℃
185℃急冷油
原料
预热器
裂 540℃ 油
裂解气去压缩
180℃ 40℃水蒸气
解 炉τ=0.5s
冷 塔
N=23 230℃
冷却水37℃
裂解汽油 沉降槽
水
裂解燃料油
冷 N=16
塔
109℃裂解汽油、裂解气 和水蒸气入底部
水
80℃
裂解单元原则流程图
1、设备 ①预热器 ②裂解炉 √ ③急冷器 √ ④油冷塔 ⑤水冷塔 ⑥沉降槽
反应 分离准备
高压蒸气流程：
蒸汽包
①
③
11MPa,447℃
① 入管网
3、急冷油和燃料油系统 急冷油设备：
分离
油急冷器：
油洗塔：塔稀顶释为蒸氢汽、和气酸态性烃气、体裂。解汽油、
裂解轻柴油汽提塔：
指标：
燃料油汽提塔：
50℃以下的运动粘度：
问题： 急冷油系统结焦
4·5～5·0×10－5m2/s
措施：急冷油系统设过滤网
二、危害 除影响产品纯度外，还有： 1、酸性气体：腐蚀设备 2、水： 低温结冰 与低碳原子烃化物生成结晶水合物
正丁烷 0.0754
轻柴油裂解气组成（续）
成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol 成分 ％ ，mol
C5 0 .5147
C6～ C8 非芳烃
0 .6941
甲苯 0 .9296 C8 0.3578
C9～ 0.2397 200℃ CO2 0 .0578
苯 2.1398 苯乙烯 0 .2192 硫化物 0.0272
3.3管式裂解炉及裂解部分工艺流程
1、原料油供给和预热系统 2、裂解和高压蒸气系统 3、急冷油和燃料油系统 4、急冷水和稀释水蒸气系统
1、原料油供给和预热系统 设备： ①原料油储罐 ②原料油泵 ③原料油急冷水预热器 ④原料油急冷油预热器
流程：① ② ③
准备
④
去裂解炉对流段
2、裂解和高压蒸气系统 设备： ①裂解炉对流段 ②裂解炉辐射段 ③急冷换热器 ④油洗塔
⑥产物浓度高；
⑦动力消耗小，
缺点：
①重质原料的适应性还有一定限制；
降低裂解深度
结焦问题
原料利用不高、燃料油增加、公用工程费大等
②满足裂解原理
继续研究
耐合金刚材
铸管技术
裂解技术展望
目标： ①扩大重质原料的应用 和裂解炉对原料改变的适应能力； ②减小能耗、降低成本；
③新的裂解技术研究 采用燃气透平、 提高炉子热效率