乙烯装置技术

第一章 概论 1

第一节 乙烯装置原料 2

一、乙烯原料来源和种类 2

二、中国原油性质 6

三、油品性质与产品收率 7

四、世界乙烯原料发展趋势 13

五、合理选择乙烯原料 16

六、扩大乙烯原料来源 19

第二节 乙烯装置的典型流程 29

一、顺序分离流程 29

二、前脱乙烷流程 35

三、前脱丙烷流程 38

四、三种流程比较 39

第三节 制取乙烯的不同方法 40

一、管式炉裂解制乙烯 40

二、甲醇制烯烃的研究 42

三、甲烷制乙烯 43

四、催化裂解 44

五、由合成气制乙烯 45

六、其它裂解技术 45

第四节 装置能耗计算 53

一、石油烃的化学组成 55

第二章 裂解参数与裂解炉的设计 55

第一节 原料评价和裂解特性基本参数 55

二、相对密度、密度 61

三、沸点、馏程及平均沸点 66

四、原料的氢含量 70

五、平均分子量 73

六、特性因数 77

七、关联指数BMCI 79

八、硫化物 82

九、裂解原料常用的物化指标 84

十、裂解工艺设计常用的基本参数 85

一、用动力学深度函数KSF和族组成或PONA值估算 89

第二节 裂解产品分布估算 89

二、用分子碰撞参数关联产率分布 90

三、用平均分子法估算产物分布 91

四、裂解产率与裂解深度指数（CSI）关系 91

五、乙烯产率与碳氢比和KSF关系 92

六、特性因数（K）与乙烯、丙烯总产率的关系 92

七、裂解产率与关联指数（BMCI）关系 93

第三节 馏分油裂解反应动力学模型 93

一、分子反应动力学模型 94

二、管式反应器数学模型 97

第四节 裂解炉辐射段设计 98

一、炉管构型的确定 99

二、辐射段炉管的工艺计算 102

第五节 裂解炉对流段的设计 115

一、对流段设计一般原则 115

二、对流段传热计算 120

三、对流段管内压力降计算 129

四、烟气流速及压降 130

五、对流段计算程序框图和实例 135

第三章 裂解与急冷 137

一、温度、停留时间和烃分压 138

第一节 裂解条件、裂解选择性及裂解深度 138

二、裂解选择性 140

三、裂解深度主要指标 143

第二节 裂解炉 145

一、SRT型裂解炉 146

二、USC型裂解炉 155

三、KTI型裂解炉 158

四、毫秒裂解炉 159

五、新型炉发展 161

六、乙烯产量估算 163

第三节 共裂解 164

第四节 裂解炉热效率 168

一、降低对流段末端物料入口温度 169

二、改进对流段设计，提高热强度 170

三、降低过剩空气系数 171

四、预热燃烧空气和燃料气 171

五、加强绝热保温降低炉体热损失 172

六、裂解炉热效率计算 172

第五节 裂解炉结焦和结焦抑制剂 178

一、烃类热裂解结焦机理研究 179

二、对流段结焦 179

三、辐射段结焦 181

四、结焦抑制剂 185

一、概况 187

五、在线烧焦和计算机自动清焦 187

第六节 裂解炉与燃气轮机联合 187

二、流程概述 189

三、燃气轮机简单循环系统 189

四、裂解炉和燃气轮机匹配的经济效益 191

第七节 裂解炉计算机控制 193

第八节 裂解气急冷 194

一、概述 194

二、裂解气体急冷 198

三、急冷油和急冷水热量回收 204

四、汽油分馏塔和急冷水塔的改造 206

五、降粘塔 208

第四章 压缩系统 209

第一节 概述 209

第二节 压缩机的热力计算 215

一、几种压缩过程 215

二、压缩机的排气温度、功率和中间冷却 220

三、真实气体压缩 227

四、压缩功及温升的电子计算机计算 230

五、压缩制冷 233

一、酸性气体杂质的来源和危害 236

第三节 酸性气体的脱除和裂解气干燥 236

二、碱洗法 237

三、长尾曹达法 241

四、废碱液处理 243

五、乙醇胺类脱除硫化氢与二氧化碳 244

六、裂解气干燥 255

第四节 裂解气压缩系统的节能措施 256

一、增加凝液分离罐和液相干燥器 256

二、压缩机五段凝液二次闪蒸 258

三、降低裂解气压缩机段间冷却压力降 258

四、蒸汽透平采用两个转子和提高真空度 259

六、提高吸入压力 260

五、压缩段数的合理选择 260

七、采用高效压缩机 261

八、改进干燥系统 261

九、碱洗塔采用填料塔 261

第五节 制冷系统 262

一、混合冷剂制冷循环 262

二、过冷冷剂节流 266

三、热泵流程 269

第五章 分离系统 275

第一节 蒸馏塔计算 276

一、蒸馏塔的简化计算方法 276

二、蒸馏塔的电子计算机计算 291

三、烃类系统的汽－液相平衡及其应用 295

第二节 脱甲烷塔系统 305

一、低压法脱甲烷 308

二、脱甲烷塔前的预分馏塔 312

三、脱甲烷塔顶气采用膨胀机 312

四、甲烷制冷压缩机系统 314

五、脱甲烷塔由浮阀塔改造成填料塔 315

第三节 脱乙烷和脱丙烷系统 317

一、联合脱乙烷 317

二、脱丙烷塔 318

一、概述 319

第四节 乙炔、丙炔和丙二烯的脱除 319

三、多孔表面管换热器 319

二、碳二加氢 327

三、碳三液相加氢 336

第五节 甲烷化反应 341

一、反应原理 341

二、甲烷化催化剂 342

第六节 乙烯和丙烯精馏 343

一、相对挥发度1 343

二、乙烯塔和丙烯塔 345

第七节 精馏塔的节能 346

一、回流比最佳化 347

二、采用中间再沸器和中间冷凝器 348

三、多股进料和侧线出料 351

四、进料状态 352

五、热分离器 353

六、ARS和分凝分离器技术 354

七、计算机控制 358

第六章 火炬系统 360

第一节 火炬 360

一、火炬作用 360

二、火炬设计基本原则 360

二、火炬系统 361

一、火炬分类 361

第二节 火炬系统 361

三、乙烯装置火炬系统的组成 363

四、火炬系统设计 364

第三节 火炬气燃烧 365

一、燃烧烟气 365

二、火炬无烟燃烧 366

第四节 热辐射 367

一、对人和暴露设备的影响 367

二、辐射计算 368

一、火炬头直径 370

第五节 高空火炬设计 370

二、消烟蒸汽量及控制 371

三、火炬尺寸和计算 372

第六节 火炬头及逆燃保护 378

一、火炬头 378

二、火炬竖筒的逆燃保护 382

第七节 气液分离罐及密封罐 383

一、挡板式气液分离罐 383

二、确定密封罐尺寸 387

三、密封罐和分离罐的设计细节 387

第八节 排放气回收 389

参考文献 391