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關注創建者:匿名 創建時間:2021-09-09

順序分離的實例教程
來 源 | 乙烯工業 SEI
作 者 | 劉永莉
關鍵詞 | 乙烯裝置 順序分離 擴能改造
共 6842 字 | 建議閱讀時間 20 分鐘
導 讀
對于乙烯分離工藝技術,典型的分離流程主要包括順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。順序分離流程以魯姆斯(Lummus)公司技術為代表,其主要特點為:五段裂解氣壓縮,三段出口堿洗,順序分離,低壓脫甲烷,碳二碳三后加氫。國內多套乙烯裝置采用順序分離流程,因節能降耗和增產增效等方面的需要,采用該技術的3套乙烯裝置先后在投產運行1~2個操作周期后進行了擴能改造,其中的2套乙烯裝置均采用中國石化工程建設有限公司(SEI)技術進行了擴能改造。本文以這3套乙烯裝置改造為例,對順序流程乙烯裝置冷區工藝改造方案進行論述和探討。
順序分離冷區工藝技術特點
順序分離流程主要包括裂解爐單元、急冷單元、壓縮單元、冷分離單元、熱分離單元和制冷單元。冷分離單元簡稱冷區,主要包括裂解氣深冷及脫甲烷系統、氫氣純化系統、碳二分離系統、制冷系統。乙烯裝置無論是新建還是改造,分離冷區的工藝技術方案都是全裝置設計過程中的關鍵,該區的技術特點:
1)工藝和冷劑流股多、工藝流程復雜,尤其體現在裂解氣前冷及脫甲烷系統。為實現氫甲烷分離,裂解氣在冷箱內外十幾臺板翅換熱器和管殼式換熱器以及多臺氣液分離罐中逐級漸冷,多股冷劑和回收冷量的多股工藝物流為裂解氣提供冷量。
2)冷區的設備多是操作溫度低、冷量消耗大。裂解氣深冷的最低操作溫度接近-170℃。裂解氣深冷和脫甲烷塔消耗的冷負荷在總冷負荷中占比最大,約占總負荷的52%,低溫塔頂冷凝器也是冷量的主要用戶,順序流程的冷負荷分配見表1。
3)制冷系統需與工藝流程緊密結合,冷量分配技術難度大。
展開 編 輯 | 化工活動家
來 源 | 乙烯工業 SEI
作 者 | 劉永莉
關鍵詞 | 乙烯裝置 順序分離 擴能改造
共 6842 字 | 建議閱讀時間 20 分鐘
導 讀
對于乙烯分離工藝技術,典型的分離流程主要包括順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。順序分離流程以魯姆斯(Lummus)公司技術為代表,其主要特點為:五段裂解氣壓縮,三段出口堿洗,順序分離,低壓脫甲烷,碳二碳三后加氫。國內多套乙烯裝置采用順序分離流程,因節能降耗和增產增效等方面的需要,采用該技術的3套乙烯裝置先后在投產運行1~2個操作周期后進行了擴能改造,其中的2套乙烯裝置均采用中國石化工程建設有限公司(SEI)技術進行了擴能改造。本文以這3套乙烯裝置改造為例,對順序流程乙烯裝置冷區工藝改造方案進行論述和探討。
順序分離冷區工藝技術特點
順序分離流程主要包括裂解爐單元、急冷單元、壓縮單元、冷分離單元、熱分離單元和制冷單元。冷分離單元簡稱冷區,主要包括裂解氣深冷及脫甲烷系統、氫氣純化系統、碳二分離系統、制冷系統。乙烯裝置無論是新建還是改造,分離冷區的工藝技術方案都是全裝置設計過程中的關鍵,該區的技術特點:
1)工藝和冷劑流股多、工藝流程復雜,尤其體現在裂解氣前冷及脫甲烷系統。為實現氫甲烷分離,裂解氣在冷箱內外十幾臺板翅換熱器和管殼式換熱器以及多臺氣液分離罐中逐級漸冷,多股冷劑和回收冷量的多股工藝物流為裂解氣提供冷量。
2)冷區的設備多是操作溫度低、冷量消耗大。裂解氣深冷的最低操作溫度接近-170℃。
展開 乙烯裝置工藝流程簡介
目前全球通用的乙烯工藝分離流程有以下幾種:順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。順序分離流程顧名思義按碳一、碳二、碳三……順序分離;前脫乙烷流程是先將碳二及更輕組分與碳三、碳四等更重組分分開,再進行逐項分離;前脫丙烷流程是先將碳三及更輕組分與碳四等更重組分分開,再進行分離。不論哪一種流程,從流程和布置上來分,乙烯裝置大體可分為以下幾個工區:裂解區、急冷區、壓縮區、冷區和熱區。典型乙烯工藝流程如圖1所示。
裂解是指烴類原料在高溫條件下,發生碳鏈斷裂或脫氫反應,生成烯烴及其他產物的過程。生成的裂解氣要經過急冷區進行迅速冷卻,以防止二次反應的發生,同時回收熱量,之后進入裂解氣壓縮機。裂解氣的壓縮和脫除酸性氣體,目的是為達到分離所需的壓力,同時除去有害雜質。裂解氣中酸性氣體、水分、炔烴等雜質的存在對深冷分離和烯烴的進一步加工利用妨礙極大,因此裂解氣在深冷分離前必須進行預處理。對裂解氣進行壓縮,一方面可提高深冷分離的操作溫度,從而節約低溫能量和低溫材料,節省建設投資;另一方面加壓會促使裂解氣中的水與重質烴冷凝,可除去相當量的水分和重質烴,從而減少了干燥脫水和精餾分離的負擔。
從裂解爐來的裂解氣經裂解氣壓縮機增壓后按不同的分離順序進入熱分離和冷分離區進行分離,得到理想的乙烯、丙烯等石化原料。
由于裂解原料的多樣化,經裂解爐高溫裂解后的產物,成分非常復雜。表1給出了典型乙烯裝置裂解氣的氣體組分。
展開 編 輯 | 化工活動家
來 源 | 乙烯工業 中韓石化
作 者 | 戴傳武
關鍵詞 | 乙烯裝置 前脫丙烷前加氫
共 2256 字 | 建議閱讀時間 10 分鐘
導 讀
目前乙烯裝置分離流程主要包括順序分離、前脫丙烷前加氫和前脫乙烷前加氫流程。前脫丙烷前加氫流程具有能耗低、操作簡便和開車方便等優勢,在我國乙烯裝置中廣泛采用。某800kt/a乙烯裝置分離工藝采用中石化自主開發的前脫丙烷前加氫技術(LECT),其中脫丙烷塔采用高低壓雙塔脫丙烷技術,雙壓力脫丙烷塔系統設計可以最大程度的減緩結垢降低能耗;碳二加氫催化劑由中國石化北京化工研究院開發,催化劑燕山分公司生產,其乙烯選擇性較高,抗波動能力強。
前脫丙烷前加氫工藝流程
脫丙烷塔采用雙塔。高壓脫丙烷塔設在裂解氣壓縮機四段和五段之間,位于裂解氣堿洗及干燥之后。經過干燥后的物料進入高壓脫丙烷塔,塔頂氣相進入壓縮機五段,后進入碳二加氫反應器,脫除乙炔和絕大部分丙炔和丙二烯(MAPD)后依次由預脫甲烷塔塔釜液、-1℃丙烯、脫甲烷塔釜液、-22℃丙烯冷卻冷凝,再進入高壓脫丙烷塔回流罐。回流罐分液后的大部分液相作為高壓脫丙烷塔的回流,其余液相和氣相分別進入冷分餾系統。高壓脫丙烷塔塔釜物料進入低壓脫丙烷塔,低壓脫丙烷塔塔頂物流返回高壓脫丙烷塔補充回流,塔釜物料進入脫丁烷塔。
展開 該裝置苯乙烯精餾系統采用順序分離工藝。粗苯乙烯塔將脫氫液中所含的苯、甲苯、乙苯與苯乙烯等初步分離,為有效防止苯乙烯在精餾過程中聚合,采用了真阻聚劑與緩聚劑配合使用的方式,兩種阻聚劑的注入點均在粗苯乙烯塔進料線上。乙苯回收塔將粗苯乙烯塔頂物料中的苯、甲苯與乙苯分離,塔底回收的乙苯返回乙苯蒸發器繼續參與脫氫反應生成苯乙烯。苯/甲苯塔將苯與甲苯分離,甲苯產品去甲苯罐,回收的苯返回苯罐作為制乙苯的原料。苯乙烯精餾塔是將苯乙烯產品提純的關鍵設備,塔頂苯乙烯產品經過深冷達到15℃以下,送至產品罐區儲存。精餾塔底物料去薄膜蒸發器進一步將苯乙烯回收,薄膜蒸發器產生的焦油去焦油罐。
苯乙烯精餾塔大檢修后的運行狀況
01
塔底再沸器反復泄漏
2018年7月13日,精苯乙烯塔塔釜再沸器出現第一次泄漏,再沸器管束上端及上管箱沖刷腐蝕嚴重。主要原因是再沸器制造商將上管箱型式由橢圓封頭型式改為錐體連接,造成再沸器出料的流向發生急劇改變,形成渦流,產生沖刷腐蝕。
2018年8月1日,再沸器再次泄漏。原因仍是沖刷腐蝕造成管束泄漏,更換新再沸器,材質為碳鋼,管箱型式改為與原設計相同。
2019年3月28日,再沸器再次泄漏。泄漏的主要原因是由于上次再沸器沖刷腐蝕存在的鐵粉使得苯乙烯聚合加快,不得不開強制循環線,造成再沸器管程出口成為三相流,氣液固三相存在使沖刷腐蝕加劇。管程出口管線彎頭處減薄嚴重,由12mm減薄至6mm。
2019年6月10日,再沸器再次泄漏,更換新換熱器,材質升級為316不銹鋼,管箱型式與原設計相同。此次檢修,更換了再沸器管程出口管線。
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1)流出曲線圖
橫坐標為時間,縱坐標為信號強度,GPC的色譜柱就是將分子按照從大到小的先后順序排列分離,分子量大的通過時間短,分子量小的通過時間長,流出曲線圖就是代表著這一個過程。有信號產生就代表著有目標物質通過,信號強度就代表著含量,下方的時間結合標準曲線的換算就能得到分子量分布曲線圖,同時在這里也能直觀的看出有幾個出峰,一般有幾個出峰就代表著有幾種分子量分子。
也就是說,在每個外部牛頓型迭代中,分離法按順序求解每個分離的組。因此,軟件使用任何先前計算步驟中的解作為初始值和線性化點,將每個物理場作為單獨的問題進行求解,其中忽略不同組之間的耦合項。與全耦合方法相比,這種方法的內存需求始終更低,并且總的求解時間也往往更短。默認情況下,大多數三維多物理場模型都使用分離法,并且軟件會自動將問題分成適當的組。
來 源 | 乙烯工業 SEI
作 者 | 劉永莉
關鍵詞 | 乙烯裝置 順序分離 擴能改造
共 6842 字 | 建議閱讀時間 20 分鐘
導 讀
對于乙烯分離工藝技術,典型的分離流程主要包括順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。
乙烯裝置工藝流程簡介
目前全球通用的乙烯工藝分離流程有以下幾種:順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程。順序分離流程顧名思義按碳一、碳二、碳三……順序分離;前脫乙烷流程是先將碳二及更輕組分與碳三、碳四等更重組分分開,再進行逐項分離;前脫丙烷流程是先將碳三及更輕組分與碳四等更重組分分開,再進行分離。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 乙烯工業
作 者 | 黃登勝等
關鍵詞 | 脫乙烷塔 存在問題 系統優化
共 2616 字 | 建議閱讀時間 13 分鐘
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中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司2號乙烯裝置采用Lummus順序分離流程,裂解氣干燥預冷后
順序分離流程以魯姆斯(Lummus)公司技術為代表,其主要特點為:五段裂解氣壓縮,三段出口堿洗,順序分離,低壓脫甲烷,碳二碳三后加氫。國內多套乙烯裝置采用順序分離流程,因節能降耗和增產增效等方面的需要,采用該技術的3套乙烯裝置先后在投產運行1~2個操作周期后進行了擴能改造,其中的2套乙烯裝置均采用中國石化工程建設有限公司(SEI)技術進行了擴能改造。
該裝置苯乙烯精餾系統采用順序分離工藝。粗苯乙烯塔將脫氫液中所含的苯、甲苯、乙苯與苯乙烯等初步分離,為有效防止苯乙烯在精餾過程中聚合,采用了真阻聚劑與緩聚劑配合使用的方式,兩種阻聚劑的注入點均在粗苯乙烯塔進料線上。乙苯回收塔將粗苯乙烯塔頂物料中的苯、甲苯與乙苯分離,塔底回收的乙苯返回乙苯蒸發器繼續參與脫氫反應生成苯乙烯。苯/甲苯塔將苯與甲苯分離,甲苯產品去甲苯罐,回收的苯返回苯罐作為制乙苯的原料。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 乙烯工業 中韓石化
作 者 | 戴傳武
關鍵詞 | 乙烯裝置 前脫丙烷前加氫
共 2256 字 | 建議閱讀時間 10 分鐘
導 讀
目前乙烯裝置分離流程主要包括順序分離、前脫丙烷前加氫和前脫乙烷前加氫流程
3.69 MPa、15 ℃的裂解氣經順序分離得到聚合級乙烯和丙烯。
煤經甲醇制烯烴工藝:固體原料煤經過粉碎篩分后,與一定量的水混合制備水煤漿(水/煤質量比為35∶65)。水煤漿和來自空分單元的氧氣進入氣化爐反應得到高溫粗煤氣,經過汽化爐下部的輻射冷卻器和對流冷卻器冷卻至160 ℃產生高壓蒸氣回收熱量。