乙烯装置急冷系统核算及改造方案研究

摘要

乙烯是最重要的基本有机化工原料，其产量多少往往代表着一个国家的综合经济实力和石油化工发展水平。
　　乙烯装置主要包括原料裂解系统、急冷系统、压缩系统、分离系统。急冷系统是乙烯裂解气处理的起始阶段。由于裂解气量大，组成繁杂，存在诸多不凝气体与易聚物等，这些都给急冷系统的设计和操作增加了很大的难度。特别是现有装置建成后，常出现进料量和组成偏离设计值，且裂解炉经常切换，导致急冷系统经常处于非稳定状态，这些都可能给已有装置带来挑战。有时会造成急冷系统出现不同程度的操作不稳，甚至导致装置停产或更为严重的事故。
　　汽油分馏塔和水洗塔是急冷系统的两个关键设备，大部分非正常操作常发生在这两个塔中，特别是汽油分馏塔。本文针对某石化企业汽油分馏塔发生的异常情况，对此汽油分馏塔和水洗塔进行核算，力图找出问题的根源，为装置的改造提出建议。
　　本文在综述国内外乙烯发展状况和工艺过程的基础上，采用过程模拟的方法，对乙烯装置急冷系统的汽油分馏塔和水洗塔进行模拟计算。模拟条件为设计状况和实际运行工况，分别采用UniSim Design和PROII模拟软件，并通过比较，选择SRK法对此两塔进行了模拟计算。模拟结果表明其数值与设计值和运行值吻合的非常好。
　　在工艺模拟计算的基础上，对两塔操作的水力学进行了核算，核算结果表明水洗塔和汽油分馏塔的中下段操作良好，汽油分馏塔的中段浮阀泛点率高，在裂解炉发生波动时，会发生气泛，导致操作不稳，影响正常生产。需要采用高通量的填料或塔盘对汽油分馏塔中段浮阀进行改造。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 乙烯行业发展现状

1．2 乙烯裂解技术

1．2．1 乙烯裂解技术发展现状

1．2．2 乙烯裂解原料

1．3 急冷系统工艺概况

1．4 传统工艺流程

1．4．1 馏分油裂解装置

1．4．2 轻烃裂解装置

1．5 化工流程模拟技术

1．5．1 化工流程模拟的基本策略

1．5．2 流程模拟系统的组成

2 急冷系统分析与数学模型的建立

2．1 乙烯装置急冷系统的关键操作参数

2．1．1 汽油分馏塔的回流量

2．1．2 柴油采出量

2．1．3 塔釜温度

2．1．4 循环急冷油粘度

2．1．5 急冷油循环量

2．1．6 急冷系统总压降

2．2 汽油分馏塔技术特点

2．2．1 塔顶温度

2．2．2 塔釜温度

2．2．3 急冷系统存在颗粒焦粉

2．2．4 汽油分馏塔普遍存在的问题

2．3 汽油分馏塔

2．3．1 裂解气组成分析

2．3．2 影响汽油分馏塔因素分析

2．4 数学模型

2．4．1 稳态精馏计算方法介绍

2．4．2 三对角线矩阵法简介

2．4．3 汽液平衡中应用的方程

3 工艺过程模拟与参数分析

3．1 影响模拟结果精度的因素

3．2 热力学方法的选择

3．3 模拟流程图

3．4 对设计数据和实际运行数据的模拟

3．4．1 对设计值的模拟

3．4．2 对运行数据的模拟

3．5 汽油分馏塔影响因素分析

3．5．1 进料组成波动的影响

3．5．2 顶回流的影响

3．5．3 中段回流的影响