《年产22.7520万吨的乙烯车间工艺设计》化学工艺学课程设计

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1、温州大学化学与材料工程学院化工工艺学课程设计化学工艺学课程设计题目：年产22.7520万吨的乙烯车间工艺设计学院:化学与材料工程学院专　　业:化学工程与工艺班　　级:姓名:学号:指导老师:完成日期:2012年1月7日43温州大学化学与材料工程学院化工工艺学课程设计目录1、总论21.1概述21.2设计依据及规模21.3工艺方案22、工艺设计方案32.1概述32.2石脑油裂解工艺现状32.2.1日本共同研究集团裂解工艺32.2.2韩国LG石化公司裂解工艺42.2.3国内传统石脑油蒸汽裂解工艺42.3石脑油裂解工艺设计确定82.3.1原料及产品指标82.3.2催化裂解及预

2、分馏工艺82.3.3裂解气分离精制工艺113、物料衡算123.1概述123.2物料衡算的原理和基准123.3物料衡算123.3.1石脑油裂解预处理物料123.3.2预处理后裂解气物料124、热量衡算144.1工艺流程和热量衡算说明145、设备选型155.1反应器设计155.1.1裂解过程对管式炉的要求155.2换热器的设计选型165.2.1概述165.2.2选型范例165.3塔设备设计205.3.1概述205.3.2塔型选用原则205.3.3分离塔的设计215.3.4塔设计结果3443温州大学化学与材料工程学院化工工艺学课程设计第一章总论1.1概述随着社会的发展，我

3、国乙烯丙烯的市场需求急剧增加，乙烯丙烯及其下游产品的进口量逐年增加，国内产品市场占有率还不到一半。目前全世界乙烯主要以石脑油（或乙烷）为原料，采用蒸汽热裂解技术（在800℃左右的温度下）生产，其产量超过总产量的90%。乙烯工业是石油化工的龙头，其发展水平已成为衡量一个国家经济实力的重要标志之一，在石化工业乃至国民经济发展中占有重要地位。聚乙烯得到了广泛应用，如粘合剂、农膜、电线和电缆、包装(食品软包装、拉伸膜、收缩膜、垃圾袋、手提袋、重型包装袋、挤出涂覆)、聚合物加工（旋转成型、注射成型、吹塑成型）。丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料，主要用于生产聚丙烯

4、、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙二醇、环氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及异丙醇等，其他用途还包括烷基化油、高辛烷值汽油调合料等。（1）丙烯制成聚丙烯，聚丙烯应用在塑制品、薄膜制品、纤维制品；（2）丙烯制成苯酚，苯酚制成木材防腐剂、皮肤科常用的治疗药物、面部美容治疗药物。1.2设计依据及规模本设计主要以中国石油化工新建四所石脑油裂解厂为现实基础，根据设计要求石脑油31600kg/h的进料，年产22.74万吨聚合级乙烯产品。1.3工艺方案本设计借鉴中国石油化工股份有限公司的石脑油裂解方式，选用Kellogg公司和日本出光石油化学公司共同开发的一种新型裂解炉—

5、—毫秒炉或超短时间炉（USRT炉），蒸汽裂解反应之后对得到的裂解气进行预分馏，最后选用前脱乙烷后加氢的方法进行分离精制得到乙烯、丙烯。裂解气的分离精制工段现工业应用上也已经非常成熟、高效。43温州大学化学与材料工程学院化工工艺学课程设计裂解气进入分离工段的主要是C1~C5混合气体，混合气体在水洗塔进行水洗，除去有机杂质；再流入碱洗塔中洗去酸性杂质气体；为避免水对之后分离过程的影响，需将气体干燥；干燥后的气体经过压缩、制冷流入脱乙烷塔系统，分离出C3~C5和C2以下产品；C2及以下产品进入脱甲烷塔分离出甲烷和C2产品；C2产品脱炔后进入乙烯精馏塔，分离出聚合级乙烯；C

6、3~C5产品进入脱丙烷塔分离出C3和C4及以上产品，C4及以上产品进入脱丁烷塔得到C4，C3脱炔后进入丙烯精馏塔分离出聚合级丙烯产品。43温州大学化学与材料工程学院化工工艺学课程设计第二章工艺设计方案2.1概述石脑油制乙烯丙烯主要分为石脑油裂解及预分离工段和裂解气分离工段。目前全世界乙烯主要以石脑油（或乙烷）为原料，采用蒸汽热裂解技术（在800℃左右的温度下）生产，其产量超过总产量的90%。催化裂解同蒸汽裂解相比，该过程反应温度比标准裂解反应约低50~200℃，因此比普通蒸汽裂解能耗少，裂解炉管内壁结焦速率将会降低，从而可延长操作周期，增加炉管寿命；二氧化碳排放也会

7、降低，并可灵活调整产品结构，可增加乙烯和丙烯的总收率，乙烯生产成本大幅度降低。2.2石脑油裂解工艺现状（一）日本共同研究集团裂解工艺日本通产省工业技术院推进新阳光计划，其中经5年官民集中共同研究的“下世纪化学工艺技术开发”项目中，由日本化学工业协会与工业技术院物质工学工业技术研究所组成的共同研究集团，开发成功了生产乙烯、丙烯的石脑油催化裂解工艺，可实现大幅度节能和降低环境负荷，并可按乙烯、丙烯供需变化灵活控制烯烃生成比例。共同研究集团（日本化学工业协会方面参加的企业有出光石油化学、东燃化学、日本石油化学、丸善石油化学等）为了证实催化裂解工艺的竞争力,进行了石脑油