乙烯生產(chǎn)工藝簡介ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 。 ③ 爐管能上下自由伸縮，不因溫度效應(yīng)而變形。 ④在裂解管出口上方即接裝急冷換熱器，使裂解氣更快急冷，減少二次反應(yīng)發(fā)生的機會。 36 ⑵ 倒梯臺式垂直裂解爐 37 倒梯臺式裂解爐的特點： ① 每組裂解管有 7根管子，第一至第四根為橢圓管，第五至第七根為圓管。 ② 爐子為倒梯臺式，燒嘴安裝方向向下，頂層和中段兩側(cè)各有 8個燒嘴。垂直向下噴射燃燒的好處是爐管加熱均勻，燒嘴不易結(jié)焦。 38 原料 項目 煤柴油 乙烷 反應(yīng)管出口溫度 , ℃ 765 820 反應(yīng)管入口溫度 , ℃ 600 600 反應(yīng)管出口壓力 , atm ～ ～ 反應(yīng)管內(nèi)壓力降， atm 停留時間，秒 蒸汽稀釋比 表 1 裂解爐工藝指標(biāo) 39 表 2 急冷換熱器工藝指標(biāo) 裂解原料 項 目 煤柴油 乙 烷 出口溫度， ℃ 535 380 停留時間，秒 1 發(fā)生的蒸汽壓力， atm 86 86 40 管式爐裂解法的優(yōu)缺點 優(yōu)點： ?爐型結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，便于控制，能連續(xù)生產(chǎn) ?乙烯、丙烯收率較高，產(chǎn)物濃度高。 ?動力消耗小，熱效率高，裂解氣和煙道氣的余熱大部分可以設(shè)法回收。 ?原料的適用范圍隨著裂解技術(shù)的進(jìn)步已日漸擴(kuò)大。 ?可以多爐組合而大型化生產(chǎn)。 缺點： ?對重質(zhì)原料的適應(yīng)性還有一定的限制，重質(zhì)原料易結(jié)焦，運轉(zhuǎn)周期短，裂解深度低，經(jīng)常性的清焦操作縮短了有效生產(chǎn)時間。 ?按高溫短停留時間和低烴分壓的工藝要求，勢必增大爐管的表面熱強度，要求有耐高溫的合金材料和鑄管技術(shù)，增加了設(shè)備的投資。 41 第四節(jié) 裂解氣的凈化與分離 一、概述 烴類經(jīng)過裂解制得了裂解氣，裂解氣的組成是很復(fù)雜，其中既有很有用的組分，也含有一些有害的雜質(zhì)（見下表）。裂解氣的凈化與分離的任務(wù)就是除去裂解氣中的有害雜質(zhì)，分離出單一烯烴產(chǎn)品或烯烴餾分，為基本有機化工工業(yè)和高分子化學(xué)工業(yè)等提供原料。 在基本有機化學(xué)工業(yè)中 ， 有些產(chǎn)品的生產(chǎn)可以用純度較低的烯烴 ， 如次氯酸化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷 ， 苯烷基化生產(chǎn)乙苯和異丙苯等 。 但有些產(chǎn)品的生產(chǎn)卻要求用高純度的烯烴原料 。 例如直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷 ， 原料乙烯濃度要求在99%以上 ， 有害雜質(zhì)不允許超過 5~10ppm。 許多聚合產(chǎn)品的生產(chǎn) ， 也對原料有很高的要求 。 例如生產(chǎn)聚乙烯 、 聚丙烯以及乙丙橡膠等用的乙烯與丙烯 。 為獲得這樣高純度的產(chǎn)品 ， 必需對裂解氣進(jìn)行凈化和分離 。 42 組分 乙烷 丙烷 煉廠氣 輕汽油 粗柴油 閃蒸原油 440℃餾分砂子爐裂解 原油蓄熱爐裂解 H2 H2O CO CO2 H2S 甲烷 乙炔 乙烯 乙烷 丙炔 丙二烯 丙烯 丙烷 丁二烯 丁烯 丁烷 ≥C5 ∑ 24 不同原料裂解氣的組成， %（體） 43 二、裂解氣的凈化與壓縮 由表中數(shù)據(jù)可以看出，裂解氣中含有少量的 H2S、 COCO、 C2H C3H4以及水等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)如不脫除，不僅會降低乙烯、丙烯等產(chǎn)品的質(zhì)量，且會影響分離過程的正常進(jìn)行，故裂解氣在分離前，必需先進(jìn)行凈化和干燥。 脫酸性氣體 脫水 脫炔 裂解氣的壓縮和冷凍 深冷分離 1. 酸性氣體的脫除 裂解氣中的酸性氣體是指 H2S和 CO2 。 此外少量有機硫化物 ， 如氧硫化碳 （ COS） 、 二硫化碳 （ CS2） 硫醚 、 硫醇等 ， 也可以在脫酸性氣體操作過程中脫除之 。 裂解氣中的硫化物 ， 主要是 H2S， 一部分是由裂解原料帶來 ， 另一部分是由裂解原料中所含有機硫化物在高溫裂解過程中與氫發(fā)生氫解而生成的 ，例如： RSH+H2 RH+H2S 裂解氣中的 CO2的來源有： ① CS2和 COS在高溫下與稀釋蒸汽發(fā)生水解反應(yīng) CS2+2H2O CO2+2H2S COS+H2O CO2+H2S ② 裂解爐管中的焦碳與水蒸氣作用 C+2H2O CO2+2H2 ③ 烴與水蒸氣作用 CH4+H2O CO2+4H2 45 這些酸性氣體含量過多，對分離過程會帶來危害： ?H2S能腐蝕設(shè)備管道，使干燥用的分子篩壽命縮短，還能使加氫脫炔用的催化劑中毒； ?CO2則在深冷低溫操作中會結(jié)成干冰，堵塞設(shè)備和管道，影響正常生產(chǎn)。 ?酸性氣體雜質(zhì)對于乙烯或丙烯的進(jìn)一步利用也有危害，例如生產(chǎn)低壓聚乙烯時，二氧化碳和硫化物會破壞催化劑的活性。生產(chǎn)高壓聚乙烯時，二氧化碳在循環(huán)乙烯中積累，降低乙烯的有效壓力，從而影響聚合速度和聚乙烯的分子量。 工業(yè)上用 吸收 方法，先用乙醇胺吸收除去裂解氣中的大部分酸性氣體（稱為粗脫），然后再用 NaOH溶液吸收除去裂解氣中少量的 H2S和 CO2（稱為精脫），以使裂解氣中的酸性氣體含量滿足要求。 46 酸性氣體脫除方法 ?選擇性強； ?操作條件下蒸汽壓低、穩(wěn)定性高； ?粘度低； ?無腐蝕、無毒； ?來源豐富，價格低廉。 ?氫氧化鈉溶液 ?乙醇胺溶液 ?N甲基吡咯烷酮 化學(xué)吸收法 吸收劑選擇原則 工業(yè)常用吸收劑 47 （ 1） 乙醇胺吸收法脫除 H2S和 CO2 反應(yīng)原理： 單乙醇胺 （ MEA） HOCH2CH2NH2 HOC2H4NH2 二乙醇胺 （ DEA） HOCH2CH2NHCH2CH2OH (HOC2H4)2NH 單乙醇胺與 H2S反應(yīng) 2HOC2H4NH2＋ H2S＝（ HOC2H4NH3)2S 類似 于 NH3＋ H2S＝(NH4)2S （ HOC2H4NH3)2S＋ H2S＝ 2(HOC2H4NH3)HS (NH4)2S＋ H2S＝ 2(NH4)HS 單乙醇胺與 CO2反應(yīng) 2HOC2H4NH2＋ CO2+H2O＝（ HOC2H4NH3)2CO3 HOC2H4NH3)2CO3＋ CO2 +H2O ＝ HOC2H4NH3)HCO3 48 反應(yīng)特點： ① 反應(yīng)均為可逆反應(yīng)，適當(dāng)改變反應(yīng)條件，可使反應(yīng)逆向進(jìn)行。 ②反應(yīng)均為分子數(shù)減少的反應(yīng)，高壓有利于吸收反應(yīng)進(jìn)行；低壓有利于解吸反應(yīng)進(jìn)行。 ③反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。一般單乙醇胺吸收 H2S的反應(yīng)在 49℃ 以上逆向進(jìn)行。吸收 CO2的反應(yīng)在 71℃ 以上逆向進(jìn)行。故單乙醇胺脫酸性氣吸收塔的反應(yīng)溫度應(yīng)控制在 49℃ 以下 。 49 50 乙醇胺法優(yōu)點： 可再生，循環(huán)使用，減少了堿液用量和廢堿液的處理； 缺點： 醇胺法對酸性氣雜質(zhì)的吸收不如堿洗徹底； 與 COS反應(yīng)后不能再生，所以不宜用于凈化 COS含量高的氣體； 乙醇胺吸收劑在再生過程中一部分要揮發(fā)，同時在高溫下乙醇胺還易分解； 容易腐蝕設(shè)備； 由于吸收劑需要再生，所以其能耗高； 乙醇胺溶液吸收時，也能吸收丁二烯和重質(zhì)雙烯烴，再生受熱易聚合。 注：酸性氣體含量很高時（裂解原料硫含量超過 %），用乙醇胺和 NaOH聯(lián)合洗滌。 51 （ 2） 堿洗法脫除 H2S、 CO2 反應(yīng)原理 堿洗法原理是使裂解氣中的 H2S和 CO2等酸性氣體與 NaOH溶液發(fā)生下列反應(yīng)而除去，以達(dá)到凈化的目的。 CO2 +2NaOH Na2CO3 +H2O H2S +2NaOH Na2S+2H2O COS+4NaOH Na2S+Na2CO3 +2H2O RSH+ NaOH RSNa+NaOH 反應(yīng)生成的 Na2CO3 、 Na2S、 RSNa等溶于堿中。由于廢堿液中