《乙烯生产工艺》PPT课件.ppt

常州明天化工技术服务公司10kt/a 乙酸生产技术方案乙酸生产技术方案技术专题研讨任务一、确定热裂解工段技术方案任务一、确定热裂解工段技术方案任务二、确定分离工段技术方案任务二、确定分离工段技术方案任务三、确定生产中安全、节能、环保技术方案任务三、确定生产中安全、节能、环保技术方案任务四、工艺流程任务四、工艺流程 1、确定工艺路线（1）现有生产方法评价（工艺先进、成熟性分析、技术经济评价）：乙醇脱水乙醇脱水 成熟、工艺简单、投资少；需要便宜的乙醇原料。烃类热裂解烃类热裂解 成熟、工艺复杂，投资大；石油价格高于80美元/桶，失去成本优势。甲醇制乙烯甲醇制乙烯 大规模不够成熟、工艺复杂，投资大，石油高于80美元/桶，有成本优势。2008.10.17“中国化工报”-坚持科学发展煤化工2008.10.13“中国化工报”-渗透汽化：有机溶剂分离新选择2008.10.20“中国化工报”2008.10.24“中国化工报”2008.10.20“中国化工报”报道：煤制烯烃会成为下一个调控对象吗？煤制烯烃技术是否成熟n目前石油价格在60美元/桶左右，由机构预测可能会跌至50美元/桶，并在较长时间内不会操作70美元/桶。我国乙醇资源优势不明显。选择烃类热裂解制乙烯2、确定生产方法 裂解炉油吸收法深冷分离蓄热炉Lummus管式炉Stone-webster管式炉Kellogg管式炉三菱石化管式炉顺序分离前脱乙烷前脱丙烷优点适应各种原料转化率高、生产能力大等转化率较高、生产能力大等转化率高、生产能力高等转化率高、生产能力较高等工艺简单，能耗较低见教材见教材见教材 缺点转化率、生产能力低等材质要求高，特定原料材质要求高，特定原料材质要求高，特定原料材质要求高，特定原料产品纯度难以满足要求见教材见教材见教材结论：结论：Lummus管式炉热裂解，深冷顺序分离流程3、分析工艺条件（1）反应原理（已知条件）一次反应：一次反应：原料烃类经裂解生成乙烯和丙烯（1）烷烃脱氢、断链（2）环烷烃：脱烷基侧链为甲基或乙基脱氢生成芳烃（3）芳烃：侧链断裂、脱氢缩合 （脱氢比开环容易）二次反应二次反应：乙烯、丙烯等低级烯烃进一步发生反应，生产多种产物 （比一次反应复杂，一次反应生成的烯烃进一步裂解而成）各种烃热裂解生成乙烯、丙烯的能力各种烃热裂解生成乙烯、丙烯的能力烷烃烯烃环烷烃芳烃最有利于乙、丙烯生成能脱氢（炔二烯）-某大分子裂而为乙、丙烯生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应不易裂解分子量，总产率正构异构，Mr，含环烷烃较高的，丁二烯、芳烃；乙、丙烯无烷基多环芳烃结焦有烷基（烷基断碳链脱氢）芳烃不开环多环结焦n一次反应大多为一级反应裂解反应需要吸收大量的热（2）分析反应工艺条件-温度热力学分析、动力学分析：高温有利于生产 经济性分析及材质限制 温度 在900-1100体积增大的气相反应浓度变化的影响热力学分析：低压有利生产，降低压力提高反应物转化率安全生产考虑：降低分压（加水蒸气）提高其选择性（2）分析反应工艺条件-压力加水蒸汽的原因n 优点：n1、降低烃分压，提高收率n2、维持常压，工艺安全n3、易分离n4、消除结碳n5、稳定温度，抑制腐蚀，保护炉管。缺点：1、降低生产能力2、能耗加大动力学分析：一次反应和二次反应的竞争，使得存在一个适宜停留时间，停留时间过长，乙烯收率下降-停留时间短有利于生产表观停留时间（2）分析反应工艺条件-时间结论：结论：烃类热裂解工艺条件特点烃类热裂解工艺条件特点-高温、低烃分压、短停留时间高温、低烃分压、短停留时间4、确定反应器型式反应特点对反应器要求 气相反应气相反应 管式反应器管式反应器 高温、吸热高温、吸热 加热、耐高温加热、耐高温 低压、短停留时间低压、短停留时间 高温、毫秒炉反应器高温、毫秒炉反应器 （lummus反应器）反应器）n管式裂解炉反应部分（热裂解）工作温度900-1100 工作压力 0.1-0.15Mpa物料化学性质 易积炭、腐蚀性不强 材 质 耐高温合金钢 5、选择材质二.烃类热裂解工段工艺流程n1.烃类热裂解过程工艺图（轻质烃为原料）n2.烃类热裂解过程工艺图（馏分油为原料）1、要求：乙烯、丙烯纯度符合聚合要求。2、裂解气组成：H2、CH4 C2H2、C2H4、C2H6、C3H6 C3H8、C4、C6、H20、H2S、SO2等。任务二：分离工段技术方案3、确定生产方法油吸收法深冷分离顺序分离前脱乙烷前脱丙烷优点工艺简单，能耗较低 缺点产品纯度难以满足要求结论：结论：深冷精馏分离n多组分精馏分离方案n 按关键组分划分n（1）顺序分离方案nH2、C10；C2(C20、C2=);C3(C30、C3）；C4.n（2)前脱乙烷分离方案nH2、C10、C2(C20、C2=);C3(C30、C3）；C4.n（3）前脱丙烷分离方案nH2、C10、C2(C20、C2=)、C3(C30、C3）；C4.结论：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？(1)去除C2H2？吸收法产品纯度不够采用 加氢法 前加氢？后加氢?（见教材）(2)去除气体中水份？-吸附？吸收？冷冻？浓硫酸吸收适用处理量少，且稀硫酸难处理 冷冻只适用0以上的气体采用吸附法 吸附原理？常用吸附剂？吸附剂的再生？(3)去除气体中酸性组分？-吸收乙醇胺吸收？碱吸收？联立吸收？吸收流程？吸收-解脱流程？(4)满足精馏要求？-烃类液化：高压？-多级压缩技术多段压缩技术(1)要求 至(2)一段压缩：升温太高、烯烃聚合(T373K)(3)多段压缩：逐级压缩、冷却，分离高沸物。(4)动力采用废热锅炉产生的高压蒸汽（节能）(4)满足精馏要求？-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n5.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回收利用方案裂解炉烟道气预热裂解原料裂解炉气（急冷系统）产生超高压蒸汽三机系统多级压缩、减少循环量等冷区系统 梯级利用 精馏分离系统 中间换热器、热泵技术 热泵技术 通过做功将低温处的热量传递到高温处精馏塔几种热泵 本课程的两个课外任务本课程的两个课外任务（与课内任务一起作为评价学习的内容）（与课内任务一起作为评价学习的内容）1、完成3000吨/年乙酸丙酯技术方案及反应工段操作指南。（提示：回忆实验的操作过程，实验室每一个操作动作，在工业生产中将由一个设备完成；逐步分解，将实验室的小试，扩大到工业规模）2、完成30000吨/年氯乙烯技术方案。注意：不必做PPT，每组上交一份含上述要求的报告。报告中要有明确的分工，以便抽查答辩。第第14周完成上交周完成上交课后任务课后任务完善乙烯生产技术方案：烃类热裂解分析工艺流程乙醇脱水法要求编写工艺操作指南（参见甲醇的、实训的）准备乙苯生产技术方案（工艺、安全环保节能、流程、操作指南）做PPT，下周汇报。提示提示乙酸的方案要求（工艺、安全环保节能、流程、操作指南）。