烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識(shí).doc

1、神華集團(tuán)SHENHUA GROUP培訓(xùn)教材0 版神華包頭烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識(shí)SBCCC-164-T-30煤化工公司1頁(yè)共34第頁(yè)烯烴分離裝置基礎(chǔ)知識(shí)曹 剛黃從軍0 版供培訓(xùn)用張延斌夏 季閆國(guó)春2008.7.25版次說(shuō) 明編制人審核人批準(zhǔn)人批準(zhǔn)日期編制部門(mén)烯烴中心發(fā)布日期2008.7.16實(shí)施日期2008.7.30本文件知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬神華包頭煤化工公司所有，未經(jīng)授權(quán)許可或批準(zhǔn)，不得對(duì)公司以外任何組織或個(gè)人提供；任何外部組織或個(gè)人擅自獲取、使用、轉(zhuǎn)讓文件的行為均屬侵權(quán)。本文件由文件編制部門(mén)負(fù)責(zé)解釋。目錄1裝置概述32技術(shù)分類(lèi)及特點(diǎn)33裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)34裝置生產(chǎn)工藝原理95裝置工藝流程說(shuō)明136裝置主要控

2、制回路簡(jiǎn)介177裝置主要控制回路簡(jiǎn)介198裝置布置簡(jiǎn)介309裝置三廢排放簡(jiǎn)介311 裝置概述本裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)量為30 萬(wàn)噸 / 年乙烯和30 萬(wàn)噸 / 年丙烯，占地面積230× 110m2。烯烴罐區(qū)為 MTO裝置的配套設(shè)施， 由中國(guó)石化上海工程公司進(jìn)行工藝包設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)；烴分離裝置采用 Lummus前脫丙烷及后加氫，丙烷洗工藝技術(shù)替代傳統(tǒng)烯烴分離深冷分離烯技術(shù)，由 ABB Lummus進(jìn)行工藝包設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)。同時(shí) ABB Lummus將部分基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)包給中石化上海工程公司。2 技術(shù)分類(lèi)及特點(diǎn)此工藝與常規(guī)乙烯分離工藝相比較簡(jiǎn)單， 主要區(qū)別有： 此工藝無(wú)前冷系統(tǒng)；無(wú)乙烯

3、制冷壓縮機(jī)，無(wú)深冷系統(tǒng)。3 裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)3.1裝置能力本裝置的設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)30萬(wàn)噸聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品和30 萬(wàn)噸聚合級(jí)丙烯，裝置的年生產(chǎn)時(shí)間為 8000 小時(shí) / 年，連續(xù)生產(chǎn)。裝置的操作彈性為70 120。3.2產(chǎn)品方案本裝置的產(chǎn)品方案為年產(chǎn)30萬(wàn)噸聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品和30 萬(wàn)噸聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)9.9 萬(wàn)噸混合 C4， 2.6萬(wàn)噸C5 以上產(chǎn)品以及 4.9萬(wàn)噸燃料氣。其中聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品，聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品、混合C4 產(chǎn)品以及 C5 以上產(chǎn)品分別送往烯烴罐區(qū)的儲(chǔ)罐。燃料氣則送往全廠的燃料氣管網(wǎng)。3.3裝置組成本裝置由以下四個(gè)單元組成：生產(chǎn)裝置烯烴罐區(qū)配套公用工程輔助設(shè)施（界外工程）3.4原料規(guī)格

4、（見(jiàn)表3.4 1表 3.4 5）表 3.4 1反應(yīng)氣規(guī)格組成工況 1（ wt%）工況 2（ wt%）工況 3 （ wt%）范圍（ wt%）水2.983.143.25氫氣0.110.170.370.1-0.5氮?dú)?.190.190.190.1-0.4二氧化碳0.150.080.130.06-0.16一氧化碳0.110.230.370.1-0.4氧氣0.000950.000950.000940.001-0.016氮氧化物2.98E-082.98E-082.95E-080.2ppb甲烷0.581.751.810.5-2.3乙烷1.330.781.470.7-1.5乙烯32.9139.1241.823

5、2-42乙炔0.0050.0020.0050.002-0.04丙烷4.662.573.152.3-5.0組成工況 1（ wt%）工況 2（ wt%）工況 3 （ wt%）范圍（ wt%）丙烯41.8839.0634.1834-43甲基乙炔0.00050.000230.00050.0002-0.002丙二烯0.00050.000230.00050.0002-0.002環(huán)氧丙烷0.0090.0040.0090.003-0.01正丁烷0.920.430.360.3-1.0異丁烷0.020.020.021- 丁烯0.370.380.589.0-12異丁烯0.032.692.38順 -2- 丁烯3.95

6、2.892.62反 -2- 丁烯5.583.973.611， 3 丁二烯00.220.15丁炔0.020.020.02正戊烷0.060.060.062.9-4.5異戊烷0.030.030.03C6+2.832.883.19甲醇0.0040.10.090.01-0.2二甲醚1.160.080.010.01-1.17乙醇0.020.020.020.01-0.03丙醛0.020.020.020.02-0.04丙酮0.030.030.030.03-0.05甲基乙基酮0.020.020.020.02-0.04乙酸0.0010.0010.0010.001-0.002苯0.020.020.020.02-0.

7、03表 3.4 2 PP 循環(huán)氣規(guī)格組成數(shù)量單位丙烯91.36wt%丙烷0.46wt%氧6996Ppm vol一氧化碳3061ppm vol二氧化碳9620ppm vol表 3.4 3富丙烷排放液規(guī)格組成數(shù)量單位丙烯15.4wt%丙烷84.6wt%表 3.4 4氫氣規(guī)格組成規(guī)格PSA 氫氣99.9 mol%表 3.4 5 開(kāi)工用 C4規(guī)格組成規(guī)格（工況1）乙烷，乙烯0 wt%丙烷0.38 wt%丙烯0.27 wt%正丁烷15.38 wt%異丁烷33.09 wt%異丁烯17.98 wt%順二丁烯19.15 wt%反二丁烯13.62 wt%C5 及以上組分0.13 wt%3.5產(chǎn)品規(guī)格（見(jiàn)表3.5

8、 1表 3.5 4）表 3.5 1聚合級(jí)乙烯規(guī)格組成乙烯甲烷乙烷丙烯及以下重組分氫一氧化碳二氧化碳總羰基（以MEK計(jì)）氧乙炔硫化物（以硫化氫計(jì)）甲醇水MAPD總含氮量（以氮計(jì)）含量 99.95% vol 500 ppm vol 10 ppm vol 5 ppm vol 2 ppm vol 2 ppm vol 1 ppm vol 1 ppm vol 4 ppm vol 1 ppm vol 1 ppm vol 1 ppm vol 5 ppm vol 5 ppm vol表 3.5 2聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品規(guī)格組成丙烯含量 99.6% vol丙烷 0.4 vol乙烯 20 ppm volMAPD 5 ppm

9、vol丁二烯 1 ppm vol丁烯 1 ppm vol氧 1 ppm vol一氧化碳 2 ppm vol二氧化碳 5 ppm vol氫 5 ppm vol總硫化物 1 ppm wt水 5 ppm wt甲醇 1 ppm wt乙炔 2 ppm vol乙烷 200 ppm vol氧化物含量 1 ppm wt表 3.5 3混合 C4 產(chǎn)品規(guī)格組成含量C3 及 C3 以上組分 0.5 wtC5 及 C5 以下組分 0.5 wt表 3.5 4 C5以上產(chǎn)品規(guī)格組成含量C4 及 C4 以上組分 0.5 wt3.6輔助材料、催化劑和化學(xué)品規(guī)格3.6.1干燥劑1、反應(yīng)氣干燥器干燥劑牌號(hào) 分子篩 UOP 型 3

10、A-EPG-2 或 3A-EPG形狀 1/8 ”顆?；?1/16 ”顆粒干燥器數(shù)量 2臺(tái)裝填容積 22m3(14,300kg)/臺(tái)干燥器運(yùn)行時(shí)間36 小時(shí) 6 小時(shí)防護(hù)床預(yù)計(jì)使用壽命35 年2、 液體凝液干燥器干燥劑牌號(hào) 分子篩 UOP 型 3A-EPG形狀 1/16 ”顆粒干燥器數(shù)量 2臺(tái)裝填容積 43m3(28,000kg)/臺(tái)干燥器運(yùn)行時(shí)間72 小時(shí)預(yù)計(jì)使用壽命35 年3、乙烯干燥器干燥劑牌號(hào)分子篩 UOP 型 3A-EPG形狀 1/16 ”顆粒干燥器數(shù)量1 臺(tái)裝填容積4m3(2,600kg)干燥器運(yùn)行時(shí)間168 小時(shí)預(yù)計(jì)使用壽命35 年4、丙烯產(chǎn)品干燥器干燥劑牌號(hào)分子篩 UOP 型 A

11、Z-300形狀 7X14 珠子狀干燥器數(shù)量2 臺(tái)裝填容積40m3(27,000kg)干燥器運(yùn)行時(shí)間48 小時(shí)預(yù)計(jì)使用壽命35 年5、乙炔轉(zhuǎn)化器催化劑牌號(hào)加氫催化劑Sud-Chemie Inc., Ole/Max201(G-58C),形狀 2-4 mm球型狀反應(yīng)器數(shù)量2 臺(tái)裝填容積6.75m3/ 臺(tái)預(yù)計(jì)使用壽命5 年循環(huán)周期6 10 個(gè)月選擇性 -3% -43%乙烯轉(zhuǎn)化率化學(xué)品1、堿規(guī)格商業(yè)級(jí)（ 32 wt 氫氧化鈉）濃度 32 wt 氫氧化鈉消耗量 1002 kg/h2、壓縮機(jī)洗油規(guī)格輕循環(huán)油消耗量 300 kg/h3、黃油阻聚劑型號(hào) EC3430A（ Nalco提供）用法 15 40ppm

12、wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 27 kg/h4、反應(yīng)氣壓縮機(jī)阻聚劑型號(hào) EC3144A（ Nalco提供）用法 10ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 11 kg/h5、 除氧劑型號(hào) EC3002A（ Nalco提供）用法 5ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 10 kg/h6、脫丙烷塔阻聚劑型號(hào) EC3214A（ Nalco提供）用法 25ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 8 kg/h7、 C4 產(chǎn)品抗氧化劑型號(hào) EC3071A（ Nalco提供）用法 50ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 2 kg/hh 脫丁烷塔阻聚劑型號(hào) EC3267A（ Nalco提供）用法 15

13、0ppm wt （每個(gè)注入點(diǎn)）消耗量最大 1 kg/h8、開(kāi)車(chē)及不合格丙烯規(guī)格 99.6mol 用法開(kāi)車(chē)用或丙烯制冷系統(tǒng)補(bǔ)充用消耗量最大 40 m3/h （間歇）9、 甲醇規(guī)格商業(yè)級(jí) 99.85 純甲醇用法解凍消耗量最大 6 t/h（間歇）4裝置生產(chǎn)工藝原理4.1裂解氣的凈化與分離原料甲醇經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)制得了裂解氣，包含有用的組分，也含有一些有害物質(zhì)。質(zhì)，分離出單一烯烴產(chǎn)品或烴的餾分，的原料。裂解氣的組成相當(dāng)復(fù)雜，約有上百種組分。其中即裂解氣的凈化分離任務(wù)就是除去裂解氣中有害雜為基本有機(jī)化工工業(yè)和高分子化學(xué)工業(yè)等提供合格壓縮、堿洗、干燥、精餾、加氫精制、分離、等工序生產(chǎn)出合格產(chǎn)品聚合級(jí)乙烯、丙烯

14、、化學(xué)級(jí)丙烯及其他的副產(chǎn)品。4.1.1裂解氣的壓縮裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體，其沸點(diǎn)很低， 如果在常壓下進(jìn)行各組分的冷疑分離，則所需的分離溫度很低， 需要大量冷量。 為了使分離溫度不太低，可以適當(dāng)提高分離壓力。本套裝置采用分離工藝，所需的分離操作壓力，由離心式裂解氣壓縮機(jī)C401 實(shí)現(xiàn)。本裝置在裂解氣升壓過(guò)程中采用四段壓縮，前三段設(shè)置冷卻器，并采用“逆閃”工藝及壓縮機(jī)吸人管線和殼體注水技術(shù)，來(lái)降低壓縮機(jī)功耗， 避免聚合物生成并沉積在壓縮機(jī)擴(kuò)壓器和葉片上。4.1.2吸入管線注水由于裂解氣組成比較復(fù)雜，含有較重的不飽和烴（如丁二烯等），經(jīng)過(guò)壓縮，裂解氣壓力提高， 溫度上升， 重質(zhì)的二烯烴能發(fā)

15、生聚合，生成的聚合物或焦油沉積在離心式壓縮機(jī)的擴(kuò)壓器和葉片上，嚴(yán)重危及操作的正常進(jìn)行，降低壓縮效率。因此，在壓縮機(jī)每段入口處噴入一定量的霧化水， 使噴入量正好能濕潤(rùn)壓縮機(jī)通道，以防聚合物和焦油的沉積。二烯烴的聚合速度與溫度有關(guān)，溫度越高，聚合速度越快。以聚合現(xiàn)象發(fā)生，各段排出溫度不能高于 90。利用中壓除氧水、 直接將水注入到裂解氣壓縮機(jī) C3101 的前三段殼體內(nèi)， 不但避免聚合物的生成及在葉輪和擴(kuò)壓器內(nèi)結(jié)垢， 而且使吸入溫度明顯降低， 使得壓縮機(jī)功耗也得以降低。逆閃；裂解氣壓縮機(jī) C401 的第 III 段吸入罐和第 III 段排出罐中的烴和水蒸汽凝液依次閃蒸至前一段吸入罐中，從而使前一段

16、裂解氣吸入溫度得以降低。4.1.3酸性氣體的脫除裂解氣中的酸性氣體主要有CO2，會(huì)對(duì)后序工序造成影響。CO 還會(huì)使加氫催化劑中毒，因此必須除去這引起有害雜質(zhì)。本裝置采用堿洗法，即用苛性鈉溶液（NaOH）洗滌裂解氣，在洗滌過(guò)程中，NaOH和裂解氣中的酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的硫化物和碳酸鹽溶于廢堿中，從而除去這些酸性氣體，可以除凈到幾個(gè)ppm以下：主要反應(yīng)方程式如下：CO2+2NaOH Na2CO3 +H2O上述反應(yīng)是在堿洗塔T402 中完成的。裂解氣從T402 中底部進(jìn)入，由塔頂排出。T402 分四段。下段堿濃度為4.21%左右，中段堿濃度為4.03%左右，上段堿濃度為0.68%左右，頂段采

17、用水洗，以除去裂解氣體中夾帶的堿。4.1.4脫水裂解氣中含有一定量的水份，因此在裂解氣進(jìn)入低溫系統(tǒng)前要進(jìn)行干燥脫水。否則，水將形成烴類(lèi)水合物，結(jié)冰，嚴(yán)重堵塞管道和設(shè)備，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。本裝置采用3A 分子篩做干燥劑。分子篩是人工合成的一種高效能吸附劑，具有穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)晶硅鋁酸鹽。分子篩具有均勻的微孔，可篩分大小不同的分子。比孔口直徑小的分子，通過(guò)孔口進(jìn)入內(nèi)容空穴，吸附在空穴內(nèi)， 而后在再生條件下脫附出來(lái)。而比孔口直徑大的分子則不能進(jìn)入，這樣就可把分子大小不同的混合物加以分開(kāi)，好象分子被過(guò)了篩一樣，所以稱(chēng)為分子篩。分子篩是一種離子型極性吸附劑，具有極強(qiáng)的吸附選擇性。例如4A 分子篩可吸附水，

18、乙烷分子，而3A 分子篩只能吸附水分子而不吸附乙烷分子。分子篩在溫度低時(shí)，吸附能力較強(qiáng)，吸附容量較高，隨著溫度升高吸附能力變?nèi)?，吸附容量降低。因此，分子篩在常溫或略低于常溫下可使裂解氣深度干燥。分子篩在吸附水后，可用加熱的方法，使分子篩吸附的水分脫附出來(lái)，達(dá)到再生的目的，為了促進(jìn)脫附，可用干燥的 N2 加熱至 200 250作為分子篩的再生載氣，使分子篩中所吸附的水份脫附后帶出。氣相催化加氫法脫炔1、加氫機(jī)理氣相組分在固體催化劑上進(jìn)行加氫反應(yīng)主要經(jīng)歷三個(gè)步驟：第一步， 乙炔、氫從氣相擴(kuò)散到催化劑表面上，在其上進(jìn)行吸附；第二步，吸附的乙炔在催化劑上進(jìn)行表面反應(yīng)被加氫成乙烯或進(jìn)一步加氫為乙烷；第三

19、步， 吸附的乙烯或乙烷從催化劑表面脫附，擴(kuò)散到氣相中去。2、催化劑的加氫選擇性和提高選擇性的措施催化劑的加氫選擇性不但與活性組分的性質(zhì)有關(guān)，還與催化劑孔容、催化劑制備方法、操作溫度和壓力等有關(guān)。 因此， 正確選擇活性組分和載體，適當(dāng)調(diào)整活性以及合理確定操作條件，可以提高選擇性。具體措施如下：一是使催化劑局部中毒。例如向pd 催化劑中加入適量的Ag、 Cu、 Cr，向非鈀催化劑中加入適量 Mo、 Cr、 Zn 等。也可以在氣相中通入適量的CO、 H2S以及喹啉、醋酸鉛或羰基硫等均可使催化劑局部中毒，例如H2S對(duì) Ni-Co-Cr催化劑可提高其選擇性，在氫氣中混入20PPm的 CO也可以提高催化劑

20、的加氫選擇性。二是使用載體。選擇大孔徑的載體，使吸附乙烯易于脫附，Al2O3、SiO2作載體可提高選擇性?，F(xiàn)在工業(yè)上廣泛采用 -Al2O3 作載體。三是選用適宜的反應(yīng)條件。 氫分壓是操作條件中最重要的一個(gè)參數(shù)， 因?yàn)橐胰苍跉庀嘀械暮渴且讯ǖ模?故氫分壓的大小， 是由氫炔比的大小來(lái)決定的。為了充分脫除乙炔要使氫炔比大于 1。但使用時(shí)，為了提高加氫選擇性，保證乙炔充分被加氫，同時(shí)還要保證乙烯在反應(yīng)中不被多量加氫， 一般氫炔比取 2 為宜。 至于操作總壓不宜過(guò)高，否則會(huì)增加擴(kuò)散阻力，一般總壓可控制在 2035 大氣壓。3、加氫反應(yīng)器型式氣固相固定床催化加氫反應(yīng)器從傳熱角度看主要有兩種基本型式，即換

21、熱式反應(yīng)器和絕熱式反應(yīng)器。4、加氫反應(yīng)器的敏感性及其失控防止由前討論可知， 含少量乙炔的烯烴的選擇性加氫是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)。器型式和確定控制方案時(shí)必須考慮到以下幾個(gè)因素。在選擇反應(yīng)一是系統(tǒng)內(nèi)存在一些相互競(jìng)爭(zhēng)的放熱反應(yīng)， 各個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)是很大的。 特別是在催化劑選擇性下降時(shí)，反應(yīng)放熱量更大。二是乙烯損失率要盡可能低，對(duì)乙炔的脫除率要求盡可能高。近年來(lái)成品乙烯中乙炔的含量要求不得超過(guò)15PPm。近年來(lái)聚合級(jí)丙烯中甲基乙炔和丙二烯的含量不得超過(guò)5PPm。三是系統(tǒng)對(duì)操作參數(shù)變化的敏感性大，尤其是對(duì)溫度的敏感性更為突出。例如，某一定型式的反應(yīng)器在最佳進(jìn)料溫度附近，溫度上升1%，乙烯損失率增加20

22、%；溫度下降1%，乙炔脫除率下降，乙炔在反應(yīng)器出口處濃度增加700%。5、加氫反應(yīng)器的控制由前討論可知， 加氫反應(yīng)器的控制系統(tǒng)不但要能迅速、準(zhǔn)確和可靠地反映出系統(tǒng)參數(shù)的變化，而且還能及時(shí)地把受到外界干擾影響而偏離正常狀態(tài)的參數(shù)，自動(dòng)地回復(fù)到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)，保證反應(yīng)器出口乙炔的濃度符合要求，不出現(xiàn)失控。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛使用， 乙炔加氫裝置的控制有了飛躍發(fā)展。 提高乙烯回收率、減少氫消耗和提高乙炔脫除率的最優(yōu)或精密控制方案已有不少。概括起來(lái)大體可分為兩種類(lèi)型，其一，是根據(jù)反應(yīng)器出口組成（或溫度）和進(jìn)料組成，控制進(jìn)料溫度和反應(yīng)器的進(jìn)出口溫差，使反應(yīng)器出口乙炔組成達(dá)到要求，其二，是根據(jù)反應(yīng)器出口

23、組成和溫度，控制進(jìn)料分子比和進(jìn)料溫度， 使出口乙炔符合規(guī)定值要求。 其中以控制進(jìn)料溫度和進(jìn)出口溫差的方法最為簡(jiǎn)便，應(yīng)用最多。6、加氫脫炔的工藝問(wèn)題和操作改進(jìn)前加氫與后加氫在乙烯回收和精制過(guò)程中，根據(jù)乙烯加氫反應(yīng)器所居位置，而分為前加氫和后加氫工藝。所謂前加氫， 即乙炔加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之前，在裂解氣壓縮機(jī)某一段間；所謂后加氫，即乙烴加氫反應(yīng)器位于脫甲烷塔之后，C2 餾分脫炔。前加氫因在脫甲烷塔之前進(jìn)行， 氫氣尚未分出， 可以利用裂解氣中的氫進(jìn)行加氫反應(yīng)，所以又稱(chēng)自給加氫。由于不用外加氫氣的供應(yīng)，故流程簡(jiǎn)單，冷量利用合理。目前前加氫催化劑可采用鈀系催化劑或非鈀系催化劑。前加氫原料為一切割去

24、C4- 餾分以后的裂解氣，含組分由 H2 到 C3 烴。前加氫的主要缺點(diǎn)是操作壓力低， 乙炔處于極為稀釋狀態(tài)， 處理氣體量大，催化劑體積和反應(yīng)器容積大；原料組成復(fù)雜、重質(zhì)烴多；由于自給氫的氫分壓不能精細(xì)調(diào)節(jié)，氫分壓對(duì)加氫選擇性的影響很大，當(dāng)加氫選擇性差時(shí)，少部分乙烯也被加氫，乙烯損失率較高。后加氫因?yàn)槭窃诿摷淄樗筮M(jìn)行， 氫氣已分走， 所以要外界補(bǔ)充氫氣。外部供氫可以精細(xì)調(diào)節(jié)氫氣配入量， 使氫炔比剛好滿足乙炔加氫要求， 氫還稍有過(guò)量 （ H2/C2H2=2:13:1），有利于提高選擇性，減少乙烯的加氫損失。后加氫催化劑及其使用情況。后加氫催化劑主要是鈀系催化劑。 原料雜質(zhì)少， 催化劑壽命長(zhǎng)，

25、 操作壓力高， 催化劑量少，反應(yīng)設(shè)備容積小。后加氫的主要優(yōu)點(diǎn)是選擇性好，故被多數(shù)工廠所采用。5 裝置工藝流程說(shuō)明5.1烯烴分離單元流程說(shuō)明5.1.1原料氣壓縮、酸性氣體脫除和廢堿處理由界區(qū)外來(lái)的裂解氣進(jìn)入輕烯烴回收單元的四段離心式壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。為減少結(jié)焦， 壓縮機(jī) 1到3段采用注水方式來(lái)保持裂解氣排出溫度低于90。壓縮機(jī) 1 段和 2 段排出裂解氣在壓縮機(jī)后冷卻器中分別冷卻到38和 37.5 ，從 2 段排出罐排出的凝液循環(huán)到2 段吸入罐，從2 段吸入罐排出的凝液送到界區(qū)的水/ 甲醇塔。壓縮機(jī)一段出口壓力為0.259MPag，壓縮機(jī)二段出口壓力為0.814MPag。在壓縮機(jī) 2 段和 3 段

26、之間， 利用水洗和堿洗除去裂解氣中的酸性氣。從 2 段排出罐排出的裂解氣在進(jìn)入堿洗塔前， 先經(jīng)過(guò)一個(gè)水洗塔脫除含氧化物，水洗塔的洗水來(lái)自于甲醇制烯烴單元的凈化水， 塔底抽出的廢水返回到甲醇制烯烴單元進(jìn)行處理。為了防止原料氣冷凝，水洗塔塔頂出來(lái)的裂解氣用熱水預(yù)熱到42.5 。在堿洗塔中，原料氣中的酸性氣通過(guò)與來(lái)自界區(qū)外的新鮮堿接觸被除去，新鮮堿在進(jìn)塔前要進(jìn)行稀釋。為完全除去酸性氣體，堿洗塔包括三段堿循環(huán)和一個(gè)水洗循環(huán)。每一個(gè)堿循環(huán)段都有一個(gè)堿循環(huán)回路，堿液從循環(huán)段底部泵送到循環(huán)段頂部。 堿循環(huán)回路中注入黃油抑制劑。在堿洗塔的頂部，有一個(gè)水洗段，以阻止堿被原料氣攜帶到下游設(shè)備。洗水主要用于稀釋上部

27、的循環(huán)堿。廢水送到界區(qū)外處理，堿洗塔廢堿送到界外焚燒爐處理。在堿洗塔中除去酸性氣后，裂解氣經(jīng)壓縮機(jī)中3段壓縮。壓縮機(jī)三段排出壓力為2.021MPag。壓縮機(jī)排出裂解氣在壓縮機(jī)3 段的冷卻器中用水從90冷卻到40。 裂解氣首先在干燥器進(jìn)料1 號(hào)冷卻器中與脫甲烷塔進(jìn)料進(jìn)行熱交換，然后在干燥器進(jìn)料2 號(hào)冷卻器中用丙烯冷劑冷卻到12，再送到壓縮機(jī)3 段排出罐。來(lái)自3 段排出罐裂解氣進(jìn)入干燥器。 裂解氣中的水和烴在壓縮機(jī)3 段排出罐中分離，水循環(huán)到3 段吸入罐，從罐中回收的凝液送到界區(qū)的急冷塔。冷凝下來(lái)的烴液用泵送到聚結(jié)器，在這里水和烴完全分離，從聚結(jié)器來(lái)的烴物流送到液相干燥器。裂解氣氣相和液相干燥裂解

28、氣在兩臺(tái)分子篩干燥系統(tǒng)中干燥。為了保證連續(xù)操作，提供兩臺(tái)裂解氣干燥器，一臺(tái)在線，另一臺(tái)進(jìn)行再生。干燥器出來(lái)的裂解氣在進(jìn)入高壓脫丙烷塔之前要進(jìn)行過(guò)濾。裂解氣氣相干燥器設(shè)計(jì)在再生前運(yùn)行 30 小時(shí)。另外，設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)床，保證在再生前運(yùn)行 6 小時(shí)。干燥劑期望最大壽命為 5 年。烴凝液也在兩臺(tái)分子篩干燥系統(tǒng)干燥中。 為了保證連續(xù)操作， 提供兩臺(tái)液相干燥器，一臺(tái)在線，另一臺(tái)進(jìn)行再生。烴凝液在進(jìn)入高壓脫丙烷塔底前進(jìn)行過(guò)濾。液相干燥器設(shè)計(jì)在再生前運(yùn)行168 小時(shí)，干燥劑期望的最大壽命為5 年。再生部分再生部分包括： 干燥器再生器進(jìn)出料換熱器， 再生氣加熱器，再生氣冷卻器以及干再生氣緩沖罐。來(lái)自界區(qū)外的天然

29、氣用于周期性地再生下列設(shè)備：裂解氣氣相干燥器烴凝液液相干燥器乙炔轉(zhuǎn)化干燥器乙烯產(chǎn)品干燥器丙烯產(chǎn)品保護(hù)床再生氣在送到用戶(hù)之前用熱的再生氣和高壓蒸汽進(jìn)行加熱，從用戶(hù)來(lái)的再生氣用再生器進(jìn)出料換熱器和再生氣冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的再生氣送到再生氣緩沖罐除去水，然后送到火炬系統(tǒng)，從再生氣緩沖罐來(lái)的凝結(jié)水送到界區(qū)外急冷塔。脫丙烷和乙炔加氫系統(tǒng)脫丙烷塔系統(tǒng)包括兩個(gè)塔，每個(gè)塔在不同的壓力下操作，從裂解氣氣相干燥器來(lái)的裂解氣和從烴凝液液相干燥器來(lái)的烴液進(jìn)入高壓脫丙烷塔。高壓脫丙烷塔塔頂操作溫度為 16，塔頂操作壓力為 1.835MPag，塔底操作溫度為 80。來(lái)自高壓脫丙烷塔塔頂冷凝器的凝液為高壓脫丙烷塔提供一

30、部分回流， 來(lái)自高壓脫丙烷塔的含有碳 3 組分的輕組分的塔頂物流送到壓縮機(jī) 4 段。高壓脫丙烷塔底物流用冷卻水冷卻后送到低壓脫丙烷塔， 來(lái)自低壓脫丙烷塔的塔頂物流用丙烯冷劑全部冷凝， 凝液用于高壓和低壓脫丙烷塔的回流。 從低壓脫丙烷塔來(lái)的塔底物流含有碳 4 和較重的組分作為脫丁烷塔的進(jìn)料。低壓脫丙烷塔塔頂操作溫度為 15，塔頂操作壓力為 0.762MPag，塔底操作溫度為 82。高壓脫丙烷塔用低低壓蒸汽作為加熱熱源。低壓脫丙烷塔正常時(shí)用急冷水作為加熱熱源，開(kāi)工或急冷水不正常時(shí)用低低壓蒸汽作為加熱熱源。來(lái)自高壓脫丙烷塔的塔頂物流在壓縮機(jī) 4 段壓縮到 3.15MPag，壓縮的物流通過(guò)給脫甲烷塔再

31、沸器和乙烯分餾塔再沸器提供熱量而急冷，裂解氣物流用丙烯冷劑深冷到 -37 ，在脫甲烷塔進(jìn)料罐中部分冷凝， 液體和氣體進(jìn)到脫甲烷塔。 高壓和低壓脫丙烷塔中要加入阻聚劑。5.1.5脫甲烷塔來(lái)自脫甲烷塔進(jìn)料罐的汽相和凝液進(jìn)到高壓脫甲烷塔適當(dāng)?shù)拇矊?，?lái)自丙烯精餾塔底的丙烷洗物流進(jìn)入脫甲烷塔前，用尾氣及-24 級(jí)別的丙烯冷劑過(guò)冷，丙烷洗液與脫甲烷塔頂回流混合后進(jìn)到脫甲烷塔塔頂。由于用丙烷洗和 4 段壓縮， 脫甲烷塔在足夠高的壓力下操作，用 -40 的丙烯冷劑，減少了脫甲烷塔頂物流的乙烯損失。脫甲烷塔塔頂操作溫度為-10 ，塔頂操作壓力為 2.64MPag，塔底操作溫度為11。脫甲烷塔利用用裂解氣進(jìn)行再沸

32、。包含碳2 和碳3 的塔底物流分成兩股物，一股脫甲烷塔底物流送到脫乙烷塔作為上部進(jìn)料，另一部分用于冷卻裂解氣壓縮機(jī)3 段排出罐物流并作為脫乙烷塔下部進(jìn)料，脫甲烷塔塔頂物流在尾氣換熱器中被加熱后送到界區(qū)外。5.1.6脫乙烷塔和乙烯精餾塔脫甲烷塔的塔底產(chǎn)品分成兩股物流作為脫乙烷塔的進(jìn)料，脫乙烷塔頂物流直接作為乙炔加氫反應(yīng)器（一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用）進(jìn)料，加氫用的氫氣由裝置外供應(yīng)，加氫后的碳二物流作為乙烯精餾塔的進(jìn)料，脫乙烷塔回流由-24 丙烯冷劑作為冷凝介質(zhì)，正常生產(chǎn)時(shí)再沸介質(zhì)為甲醇制烯烴單元來(lái)的水洗水。開(kāi)工或水洗水不正常時(shí)用低低壓蒸汽作為加熱熱源。脫乙烷塔塔頂操作溫度為 -20 ，塔頂操作壓力為2.

33、392MPag，塔底操作溫度為63。乙烯精餾塔有一個(gè)塔底再沸器和一個(gè)中間再沸器，以便從塔內(nèi)回收最大冷量。中間再沸器用 -24 的丙烯汽相作再沸介質(zhì)。主再沸器的熱量由裂解氣提供，塔頂物流用 -40 的丙烯冷劑冷凝。從回流罐來(lái)的液體全部分作為塔的回流，聚合級(jí)的乙烯產(chǎn)品從塔的第7 層塔板，抽出，自壓到界區(qū)外的貯罐。乙烯精餾塔塔頂操作溫度為-34 ，塔頂操作壓力為1.625MPag，塔底操作溫度為 -12 。乙烯產(chǎn)品靠乙烯塔自壓到乙烯球罐（界區(qū)外），乙烯液體從球罐用泵加壓到界區(qū)壓力，用丙烯冷劑加熱后作為氣體產(chǎn)品送到 PE 裝置。乙烷從乙烯精餾塔底抽出，在尾氣換熱器中加熱氣化后送到界區(qū)外燃料氣系統(tǒng)。5.

34、1.7丙烯精餾塔丙烯精餾系統(tǒng)用兩塔系統(tǒng)將進(jìn)料分成聚合級(jí)丙烯以及丙烷。塔的操作壓力要保證2 號(hào)丙烯精餾塔的塔頂物流能用冷卻水來(lái)進(jìn)行冷凝。正常生產(chǎn)時(shí)， 第一丙烯精餾塔再沸器的熱量由急冷水提供， 第二丙烯精餾塔再沸器由水洗水提供。非正常時(shí)第一丙烯精餾塔用低低壓蒸汽作為加熱熱源。聚合級(jí)的丙烯產(chǎn)品用冷卻水冷到38，然后通過(guò)丙烯產(chǎn)品保護(hù)床送到界區(qū)。丙烯產(chǎn)品保護(hù)床系統(tǒng)由兩臺(tái)床層構(gòu)成，一臺(tái)操作，一臺(tái)備用，用于除去甲醇和其他氧化物。 第二丙烯精餾塔塔頂操作溫度為46， 塔頂操作壓力為1.791MPag，塔底操作溫度為 52。第一丙烯精餾塔塔頂塔底操作溫度為59。從丙烯精餾塔 1 號(hào)塔底抽出的丙烷被分成兩股物流，

35、一部分丙烷物流被冷卻后送到脫甲烷塔作為丙烷洗液，而剩余的丙烷在尾氣換熱器中換熱后送到界區(qū)外的燃料氣系統(tǒng)。5.1.8脫丁烷塔含有碳 4 和較重組分的低壓脫丙烷塔底物流作為脫丁烷塔的進(jìn)料。脫丁烷塔塔頂物流用冷卻水冷凝，塔底物流用低低壓蒸汽進(jìn)行再沸。從脫丁烷塔回流罐來(lái)的一部分液體作為回流回到塔內(nèi)，一部分作為混合的碳4 產(chǎn)品。塔底C5+產(chǎn)品加壓到界區(qū)壓力并用冷卻水冷卻到38送到界區(qū)外。脫丁烷塔塔頂操作溫度為46，塔頂操作壓力為 0.357MPag，塔底操作溫度為132。丙烯制冷系統(tǒng)丙烯制冷系統(tǒng)是封閉的、用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的三級(jí)壓縮的離心壓縮機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)提供三個(gè)級(jí)別的冷量 :-40 、 -24 和 7。對(duì)應(yīng)

36、的壓力0.031MPag 、 0.159MPag 和 0.607MPag 分別為冷卻水用于冷卻壓縮機(jī)三段出口氣相丙烯。丙烯冷劑通過(guò)乙烯產(chǎn)品汽化器繼續(xù)過(guò)冷。壓縮機(jī)每一級(jí)壓縮機(jī)都設(shè)有吸入罐，分離出的液相去每個(gè)冷劑用戶(hù)，同時(shí)防止氣相在進(jìn)入壓縮機(jī)時(shí)夾帶液體。5.2工藝流程圖（見(jiàn)附件1）5.3操作參數(shù)（見(jiàn)表5.3 1、表 5.3 2）表5.3 1操作參數(shù)表 1頂壓力底壓力頂溫度（MpaG ）（ MpaG）底溫度（）（）水洗塔 T4010.7660.77437.5堿洗塔 T4020.6860.72442.5高壓脫甲烷塔 T5011.8351.8641680低壓脫甲烷塔 T5020.7620.7911580

37、脫甲烷塔 T5032.642.665-1011脫乙烷塔 T6012.3922.465-2063乙烯精餾塔 T6021.6251.702-34-12丙烯塔 1T6031.9261.97252.259.0丙烯塔 2T6041.7911.9254652.1脫丁烷塔 T6050.3570.39546132表 5.3 2壓縮機(jī)操作參數(shù)表塔頂?shù)钻P(guān)鍵組分（V ）痕量醇（頂）痕量有機(jī)酸（頂）碳四 3.53（頂）碳三 0.23（底）回流罐的氣相中乙烯含量3.5%（mol）甲烷 0.01（底）碳三 0.03（頂）乙烷 0.01（底）乙烯 99.95（頂）乙烯 0.5（底）丙烯 5（底）丙烯 99.6（頂）大于 C

38、5 組分 0.5%(wt) 頂小于 C3 組分 0.5%(wt) 頂小于 C4 組分 0.5%(wt) 底設(shè)備名溫度壓力 MPag裂解氣壓縮機(jī)一段吸入罐420.034裂解氣壓縮機(jī)二段吸入罐380.238裂解氣壓縮機(jī)三段吸入罐40.40.678丙烯制冷壓縮機(jī)一段吸入罐70.607丙烯制冷壓縮機(jī)二段吸入罐-240.159丙烯制冷壓縮機(jī)三段吸入罐-400.0316裝置主要設(shè)備簡(jiǎn)介6.1主要設(shè)備操作、設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝特點(diǎn)本裝置烯烴分離單元原料為甲醇制烯烴單元生成的烯烴，將烯烴經(jīng)過(guò)分離得到聚合級(jí)乙烯和聚合級(jí)丙烯分別供給下游PE和 PP裝置。本裝置工藝介質(zhì)為烴類(lèi)物質(zhì)，多為可燃和易燃物質(zhì)，大部分介質(zhì)的毒性程度

39、為輕度危害部分介質(zhì)毒性程度為中度危害，具有腐蝕性。,本裝置設(shè)備中中壓容器居多，低溫設(shè)備也較多。最高設(shè)計(jì)溫度可達(dá)535 C，最低設(shè)計(jì)溫度為 115 C，最高設(shè)計(jì)壓力為7.0MPa。本裝置中低溫設(shè)備較多，其中設(shè)計(jì)溫度為45 C的設(shè)備有 37 臺(tái)， 45 C 101C的設(shè)備有 1 臺(tái)， 101C 以下設(shè)備有1 臺(tái)，涉及材料品種較多。1、塔類(lèi)設(shè)備本裝置中共有 10 臺(tái)塔，其中有 2 臺(tái)為填料塔，其余8 臺(tái)都是板式浮閥塔。其中160T603第一丙烯精溜塔和160T604 第二丙烯精餾塔相對(duì)較大，尺寸分別為 6500X49500和 7600X88500。板式塔中， 160T603 第一丙烯精溜塔和 160

40、T604 第二丙烯精溜塔為多溢流（四溢流）塔盤(pán)，其余為單溢流或雙溢流塔盤(pán)。塔中有三臺(tái)設(shè)計(jì)溫度達(dá)45 C 的低溫塔器，分別為 160T601脫乙烷塔、 160T602 乙烯分餾塔和 160T503 脫甲烷塔。2、換熱器本裝置中有 2 臺(tái)電加熱器，1 臺(tái)套管式換熱器，其余都為管殼式換熱器。管殼式換熱器中多采用浮頭式和U 形管式，大型換熱器也較多。換熱面積大于1000M2 的有 16臺(tái)。其中160E606A,B 、 160E611A,B 、 160E614A,B、 160E701A,B 單臺(tái)換熱面積分別達(dá)到5972M2、4368M2、 8578M2 和 8540M2。管殼式換熱器絕大部分都為臥式容器

41、，只有8 臺(tái)為耳座支撐立式容器。3、反應(yīng)器本裝置中共有2 臺(tái)反應(yīng)器，一臺(tái)在操作工況下另一臺(tái)進(jìn)行再生或備用。4、儲(chǔ)罐本裝置中壓力儲(chǔ)罐一般為立式或臥式，帶橢圓封頭儲(chǔ)罐。其中有10 臺(tái)低溫容器，有兩臺(tái)容器設(shè)計(jì)溫度低于-45 C, 分別為160V706丙烯冷劑壓縮機(jī)排污罐設(shè)計(jì)溫度為-55 C,160V801 冷焰罐設(shè)計(jì)溫度為115 C。5、干燥器本裝置中共有7 臺(tái)干燥器，均為立式容器，其中有1 臺(tái)160D601 乙烯干燥器為低溫容器，最低設(shè)計(jì)溫度為-45 C。6.2設(shè)備選材要求本裝置工藝介質(zhì)為烯烴類(lèi)物質(zhì)，腐蝕性一般， 靜設(shè)備材質(zhì)多選用碳鋼。但設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度范圍大，最高達(dá)535 C，最低達(dá)-115 C。

42、因而在設(shè)備的選材上，主要按不同的設(shè)計(jì)溫度選用不同的材料。各溫度段主要部件材料的選用原則如下：1)-20CT 設(shè)<350C， 16MnR；2)-40CT 設(shè)<-20C， 16MnDR；3)-45CT 設(shè)<-40C， SA516Gr60+S5；4)-100CT 設(shè)<-45C，采用不銹鋼；5)T 設(shè)<-100C,采用不銹鋼；6） 350C < T設(shè) 550C， 采用耐熱鋼；7) 工作介質(zhì)為酸、堿、硫化物等腐蝕性物料，應(yīng)采用相應(yīng)的耐腐蝕材料。6.3設(shè)備制造、檢驗(yàn)、包裝和運(yùn)輸?shù)奶厥庖蟊狙b置中，塔器超限設(shè)備較多，160T402 堿 / 水洗塔、160T503 脫甲烷塔、160T601脫乙烷塔、 160T602 乙烯分餾塔、160T603 第一丙烯精餾塔和160T604 第二丙烯精餾塔尺寸都超過(guò)運(yùn)輸限制條件，因此需分段或分片運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組焊，拼裝。超限設(shè)備詳情見(jiàn)下表：表 6.3 1烯烴分離裝置超限設(shè)備一覽表位號(hào)直徑 (mm)長(zhǎng)度 (mm)重量 (T)160T402 300052000188160T503 1200/ 2400/ 290055300177160T601 3300523002