乙烯裂解工藝設計-預覽頁
【正文】 化的乙烯產(chǎn)能擴大到1 Mt/a；天津的一套900 kt/a乙烯裝置已經(jīng)獲得初步批準；鎮(zhèn)海煉化也計劃建一套1 Mt/a的乙烯裝置，并已經(jīng)獲得批準。中東地區(qū)近年來乙烯產(chǎn)能大幅增長。中國大陸和中東地區(qū)是未來全球石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心所在。 近年來，我國乙烯工業(yè)技術(shù)裝備水平顯著提高，成功開發(fā)出大型乙烯裂解爐、聚丙烯、丙烯腈、重質(zhì)原料催化熱裂解、SBS彈性體等成套技術(shù)，部分專用設備實現(xiàn)了國產(chǎn)化。民營企業(yè)投資行為日趨活躍，投資領域向上中游不斷延伸，逐步成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生力量。 （1）過去15年，中國乙烯類產(chǎn)品消費處于快速增長時期，%，預計“十一五”期間，乙烯需求仍保持穩(wěn)定增長。（5）將采用“基地化、大型化、一體化、園區(qū)化”的建設模式，依托煉油廠，原料油自給率爭取達到75%以上。(Ethane cracking)將天然氣液化后,以分餾法分離甲烷和乙烷,然后將乙烷與蒸汽混合后經(jīng)高溫觸媒裂解為乙烯,此制程的乙烯選擇率比輕油裂解制程高,過去的中石化頭份廠就是以天然氣為原料制造乙烯。預熱過的原料進入對流段，經(jīng)初步預熱后與稀釋水蒸氣混合，再進入裂解爐的第二預熱段預熱到一定溫度，然后進入裂解爐的輻射室進行裂解，急冷鍋爐的給水先在對流段預熱并局部汽化后進入高壓汽包3，靠自然對流流入急冷鍋爐2中，產(chǎn)生11MPa的高壓水蒸氣系統(tǒng)，爐管出口的高溫裂解氣迅速進入急冷器4和油洗塔6。在油洗塔6中脫除重組分后的裂解氣，由塔頂采出進入水洗塔7，塔頂和中段用急冷水噴淋，使裂解氣冷卻，其中一部分稀釋水蒸氣和裂解氣冷凝下來，冷凝下來的油水混合物由塔釜引至油水分離器10，分離出來的水一部分供工藝加熱用，冷卻后的水再經(jīng)急冷水冷卻器冷卻后，分別作為水洗塔7的塔頂和中段回流，此部分的水稱為急冷循環(huán)水，另一部分相當于稀釋水蒸氣的水量，工藝水由泵P3經(jīng)過濾器9送入氣堤塔8，將工藝水中的輕烴氣堤后回水洗塔7，保證塔釜水中含油少于104。堿洗后的裂解氣經(jīng)過壓縮機的四、五段壓縮，經(jīng)冷卻至288K，去干燥用3A分子篩脫水，使裂解氣的露點、溫度達203K左右。由脫乙烷塔塔頂來的C2餾分經(jīng)過換熱升溫，進行氣相加氫脫乙炔，在綠油塔24用乙烯塔來的側(cè)線餾分洗去綠油，然后送去乙烯塔25。 圖11管式裂解的流程示意圖裂解原料主要在對流段預熱，為減少燃料消耗，也常常在進入對流段之前利用低位能熱源進行預熱。管式裂解爐的對流段用于回收煙氣熱量，回收的煙氣熱量主要用于預熱裂解原料和稀釋蒸汽，使裂解原料汽化并過熱至裂解反應起始溫度后，進入輻射段加熱進行裂解。另外，由于急冷鍋爐的運行周期和裂解爐的運行周期是互為牽制的，所以應延長急冷鍋爐的運行周期，以提高乙烯產(chǎn)量。該換熱器被稱為急冷換熱器(常以TLE或TLX表示)，急冷換熱器與汽包構(gòu)成的發(fā)生蒸汽的系統(tǒng)稱為急冷鍋爐(或廢熱鍋爐)。因此，根據(jù)裂解原料的情況，廢熱鍋爐可采用一級急冷、二級急冷、三級急冷等不同方式。裂解原料和稀釋蒸汽先進入對流段爐管內(nèi)被加熱升溫，然后進入輻射段爐管內(nèi)發(fā)生裂解反應，生成的裂解氣從爐管出來，離開爐子立刻急冷。由于豎管裂解爐與橫管裂解爐比，有如下優(yōu)點：熱輻射均勻，熱強度大；爐管吊架隱蔽在爐頂耐火材料深處，因此，不致因吊架材質(zhì)而限制爐膛溫度的提高；由于爐管自由懸掛，可隨溫度變化而自由脹縮，因此傳熱的極限僅取決于爐管本身材質(zhì)耐溫性能；簡單的輻射爐膛內(nèi)可放下任意程數(shù)的爐管，而不受爐子支持高度的限制等。在反應初期，從壓力降來看，由于反應轉(zhuǎn)化率尚低，管內(nèi)流體體積增大不多，以致線速度增大不多，由于管徑小而引起的壓力降不嚴重；從熱強度來看，由于原料升溫，轉(zhuǎn)化率增長快，需要大量吸熱，故要求熱強度大，管徑小可使為了縮短停留時間，采用縮短管長的辦法。但縮短管長也帶來傳熱面不足的問題，為此一方面縮小管徑以增加比表面，另一方面尋求耐更高溫度的爐管材質(zhì)4，增加爐管表面的熱強度。裂解爐的臺數(shù)應根據(jù)裝置生產(chǎn)能力、原料種類和工藝技術(shù)來選定。近期新設計的乙烯工廠，大多不再單獨設置乙烷裂解爐，而采用乙烷和餾分油共裂解的方案。因此，必須對裂解爐和急冷鍋爐定期進行清焦。此時，一般須在裂解爐1～2次清焦周期內(nèi)對急冷鍋爐進行水力清焦或機械清焦。乙烯生產(chǎn)能量的80％消耗于裂解爐的燃料。因此，改善裂解選擇性，提高乙烯收率是決定乙烯能耗最基本的因素。近年設計的裂解爐，相同裂解原料的乙烯收率比70年代提高了15％～20％。SRT型裂解爐的對流段設置在輻射室上部的一側(cè)，對流段頂部設置煙道和引風機。在對流段預熱原料和稀釋蒸汽過程中，一般采用一次注入蒸汽的方式，當裂解重質(zhì)原料時，也采用二次注汽。SRTII型爐開始，輻射管為分支變徑管結(jié)構(gòu)。(Schmidt)急冷鍋爐斯密特急冷鍋爐是一個雙套管換熱器，又稱SHG型廢熱鍋爐。SHG型廢熱鍋爐除廣泛用于一級急冷鍋爐外，也常用于第二級急冷鍋爐。裂解氣出口處仍采用一般厚管板，殼體須承受高壓。由于冷卻高溫裂解氣的內(nèi)管是通過套管穿入和穿出高壓汽包筒體，避免了高溫裂解氣冷卻管與厚壁簡體連接容易因過熱而損壞的問題。采用兩級急冷鍋爐的出發(fā)點是用一臺單管急冷鍋爐與輻射管出口直接聯(lián)結(jié)，盡可能縮短連接長度，同時避開管殼式換熱器入口封頭處由于氣流的反混而造成的停留時間長的問題。
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