蒸汽裂解脫丁烷系统工艺设计开题报告.docVIP

乙烯生产的意义 乙烯是石油化工最基础原料，是生产各种重要的有机化工产品的基础。由于乙烯装置是石油化工生产的有机原料的基础，是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，所以在国民经济中占有重要的地位，是石油化学工业的龙头。因此它的生产规模，产量和技术标志着一个国家的石油化学工业的发展水平。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平重要标志之一[1]。随着世界经济的发展，低级烯烃的需求呈逐年增加的的趋势。面对新的形势，乙烯生产企业应该依靠技术创新，努力提高装置技术水平，以增强产品的竞争力。 生产的乙烯有很多用途，在工业领域上，乙烯是重要的有机化工基本原料，主要用于生产聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯等；在有机合成方面，它广泛用于合成乙醇、环氧乙烷及乙二醇、乙醛、乙酸、丙醛、丙酸及其衍生物等多种基本有机合成原料；乙烯能发生卤化反应，经齐聚可制α-烯烃；乙烯还用作石化企业分析仪器的标准气，脐橙、蜜桔、香蕉等水果的环保催熟气体等。在生态领域上，乙烯能抑制茎的伸长生长、促进茎和根的增粗、促进茎的横向增长。在农业领域上，乙烯是一种植物内源激素，其生理功能主要是促进果实、细胞扩大，籽粒成熟，促进叶、花、果脱落，也有诱导花芽分化、打破休眠、促进发芽、抑制开花、器官脱落，矮化植株及促进不定根生成等作用。 乙烯的性质 通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，分子式为C2H4，相对分子质量28.05，熔点-169.15℃，沸点-103.71℃，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂，是最简单的烯烃。乙烯丙烯等小分子烯烃具有双键，化学性质活泼，能与许多物质发生氧化、卤化、烷基化、水合等反应，生成一系列有重要工业价值的产物，是基本有机化学工业和高分子聚合物重要的材料，用途非常广泛。 生产乙烯的原料 目前世界上乙烯生产的原料有乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、天然气、柴油、凝析油等各类原料。但在实际中，因各国资源拥有量存在一定的差异性，使得所有区域中的原料构成存在不同，有着明显的地域性特征。2009年全球蒸汽裂解装置所用的原料，石脑油约占50%，乙烷约占30%，其它原料（丙烷、丁烷和常压瓦斯油等）约占20%。欧洲和亚洲国家所用的原料主要是石脑油，西欧国家所用的原料中石脑油约占72%，中欧和中国所用的石脑油约占80%。美国乙烷用量约为56%，丙烷约为18%，丁烷约为3%，石脑油和常压瓦斯油约为3%。天然气是一种清洁能源，是制取乙烯中最为理想的一种原料，一些天然气资源丰富的国家常把价格低廉的天然气内的乙烷、丙烷作为裂解装置制乙烯的原料，有效实现了经济的裂解制乙烯过程。我国烯烃生产原料主要以石脑油和天然气为主，另外还使用一些加氢尾油、轻柴油等,乙烷、轻烃等轻质原料所占比例较低。近年来，MTO/MTP、DCC和丙烷脱氢（PDH）技术的成熟扩大了我国烯烃原料的来源，且今后将在烯烃生产中占据越来越大的比例。 乙烯的生产方法和分离方法 4.1乙烯的生产方法 4.1.1烃类热裂解 乙烯和丙烯是最重要的石油化工原料之一，蒸汽裂解技术问世60多年来一直是生产乙烯和联产丙烯的主要技术。蒸汽热裂解是将烃类原料（如乙烷、丙烷、天然气、炼厂气、石脑油、轻油、柴油、重油等）在管式裂解炉内经高温（750℃以上）低压（无催化作用），使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他分子质量不同的轻烃和重质烃类的反应。主要产物是乙烯，副产丙烯。使用不同原料裂解的乙烯收率不同，总体来说,原料越轻，则乙烯收率越高。如今蒸汽裂解装置的丙烯/乙烯产出比远低于丙烯/乙烯需求比，不能再满足需求，这几年经过多次改造后虽然产能增大，但是综合能耗较高，且实际运行过程中存在诸多不合理之处，影响了装置的安全稳定长周期运行。多年来许多国家的石化工作者都在想方设法开发新技术，提高丙烯收率，直至2010 年才有所进展，其中最重要并有望在工业上推广应用的就是石脑油催化裂解技术。 4.1.2催化裂解 催化裂解是在催化剂存在的条件下,对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃的过程。该过程既发生催化裂化反应，也发生热裂化反应，是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果，但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别。由于催化剂的存在，催化裂解可以降低反应温度，增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率，提高裂解产品分布的灵活性。近些年来，很多国家都投入大量人力、物力、财力潜心研究这项技术，在2010年有了突破。我国该工艺是由中国石化石油化工科学研究，以重质油为原料，使用固体酸择形分子筛催化剂，在较缓和的反应条件下进行裂解反应，生产低碳烯烃或异构烯烃和高辛烷值汽油。该工艺借鉴流化催化裂化技术，采用催化剂的流化、连续反应和再生技术，目前已经实现了工业化。催化裂解和蒸汽热裂解有相似的地方