压缩脱甲烷塔脱乙烷塔乙烯塔冷箱

ProII案例-脱甲烷塔及冷箱系统流程模拟百思论坛⼯程技术交流平台脱甲烷塔及冷箱系统流程模拟⼀、⼯艺流程简述该系统⼯艺流程简图给出在图1。

该流程系早期的脱甲烷及冷箱系统流程之⼀。

裂解⽓进料FEED进⼊脱甲烷塔T1，塔顶⽓相出料T1V进⼊⼄烯吸收塔T2，塔顶液相出料T1A经节流伐V1节流后进⼊冷箱E1，塔釜液相出料T1B送往后续装置。

塔T2利⽤⽓液分离罐F1分出的液体F1B作为吸收剂，对物料T1V中的⼄烯进⼀步吸收，以减少⼄烯损失。

⼄烯吸收塔塔顶物料T2A进⼊冷箱进⾏冷却，釜液T2B则返回脱甲烷塔塔顶第⼀板作为回流。

⽓液分离罐F1出⼝的⽓相F1A进⼊冷箱E2，冷却到更低温度后，进⼊⽓液分离罐F2，分出⽓液相，⽓相F2A依次进⼊冷箱E2, E1作为冷剂；液相F2B经节流伐V2减压后，依次进⼊冷箱E2, E1作为冷剂。

⼆、初始数据1、进料数据裂解⽓压⼒为33.4kg/cm2，温度－58℃，流量10460kg/h，质量组成如表1所⽰：表1 裂解⽓组成组分H2 CH4 C2H4 C2H6 C2H2 C3H6 C3H8组成 1.362 19.245 41.19 7.265 1.775 16.335 0.483组分丙炔C4H6-1,3 C4H8-1C4H10C5H12丙⼆烯组成0.625 5.015 3.185 0.208 0.895 0.4152、各塔结构参数表2 各塔结构参数塔脱甲烷塔T1 ⼄烯吸收塔T2理论板数18 4进料位置2，7 1，4操作压⼒(kg/cm2) 33.2 323、⼯艺规定表3 各有关⼯艺规定物料T2A1F1A1F2A1 F2A2 T1A2 温度(℃) -112.5-164-130 -110 -110 脱甲烷塔釜液中甲烷摩尔浓度≤0.1%；回流⽐≤0.6；塔顶冷凝器冷后温度≤-98℃；节流伐V1 节流后压⼒3.0kg/cm2节流伐V2 节流后压⼒1.4kg/cm2三、流程模拟模块及物料表4 流程计算模块及物流表模块名称流程图代号⼊⼝物流号出⼝物流号脱甲烷塔 T1 FEED,T2B T1V,T1A,T1B⼄烯吸收塔 T2 T1V,F1B T2A,T2B 冷箱1 E1 T2A,F2A1,F2B2,T1V1 T2A1,F1A2,F2B3,T1V2冷箱2 E2 F1A,F2A,F2B1 F1A1,F2A1,F2B2 ⽓液分离罐 F1 T1A1 F1A,F1B⽓液分离罐 F2 F1A1 F2A,F2B 节流伐 V1 T1V T1V1节流伐 V2 F2B F2B1四、主要计算结果主要计算结果给出在表5。

乙烯装置的典型流程和比较第一节顺序分离流程今举一流程加以说明，原料为烷烃、石脑油及轻柴油和减压柴油均可。

但本流程所列举的数据，是以C2、C3/C4、C5以上饱和烃和石脑油为原料。

一、裂解和急冷从罐区来的液体原料经急冷水预热后进入裂解炉，见图1－1。

循环乙烷在深冷系统中被裂解气蒸发，在冷箱中用丙烯冷剂再加热，然后与新鲜乙烷原料混合。

原料在进入裂解炉前用急冷水预热、热水加热，再在对流段最上端盘管中预热，加入稀释蒸汽（乙烷与稀释蒸汽质量比为0.3），并注入微量CS2，以防炉管管壁催化效应和炉管渗碳。

对于稀释蒸汽在流量控制下，加到总的裂解炉进料中去。

烃和蒸汽的混合物再返回对流段，在进入辐射段之前进一步预热。

四组辐射段炉管出口在炉膛内两组相连后，进到每台裂解炉的两台急冷锅炉（TLE）中。

每台裂解炉的TLE，均连接到一个共用汽包上的热虹吸系统，产生12.4MPa蒸汽，进入每个汽包的锅炉给水，用急冷油和对流段的烟道气预热。

蒸汽在TLE中产生，并在裂解炉对流段的盘管中过热到520℃，过热器出口温度由锅炉给水注入量（注入到部分过热蒸汽中）来控制。

调节温度之后，蒸汽返回到对流段，以过热到需要的温度。

设计的裂解炉热效率约为95%（低热值）。

燃料燃烧系统设计是侧壁烧嘴或底部烧嘴，既可烧富氢燃料以可烧富甲烷燃料。

通常的燃料为氢气和甲烷的混合物，大约总热量的40%来自底部烧嘴，其余由侧壁烧嘴来平衡。

在急冷区，经常引起设备腐蚀，大部分是在与水接触的金属表面上产生的，其原因是水里溶解着硫化氢、氯化氢、碳酸气，较低分子量的环烷烃酸和脂肪酸或者苯酚等的腐蚀性物质和酸性物质。

腐蚀性物质和酸性物质，是在热裂解反应管上生成的，经过分析判明是甲酸（HCOOH）、乙酸（CH3COOH）、苯酚（C6H5OH）、丙烯酸（CH2＝CHCOOH）、丙酸（C2H5COOH）和环烷酸，在冷凝稀释蒸汽中一般含量为百万分之几至百万分之几十。

硫化氢（H2S）、碳酸气（CO2）这些物质是在热裂解阶段生成的，无法防止，一般采用中和和注入防腐剂来防止腐蚀。

抚顺乙烯冷箱及脱甲烷塔的瓶颈问题
胡杰
【期刊名称】《《乙烯工业》》
【年(卷),期】1997(009)002
【摘要】抚顺乙烯装置开工几年来,发现甲烷制冷压缩机(GB302)活塞环石墨套因磨损产生的石墨粉随高压甲烷气流进入EA321x→EA314x冷箱后,造成冷箱堵塞。

虽经几次清洗,却无明显改善。

特别是1995年4台炉投入生产以来,EA309x冷箱出口裂解气达不到设计温度(-136℃)。

【总页数】2页(P29-30)
【作者】胡杰
【作者单位】抚顺乙烯化工有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ221.211
【相关文献】
1.抚顺乙烯脱甲烷塔改造 [J], 许普;刘新元;魏哲如
2.抚顺乙烯装置脱甲烷塔改造 [J], 许普;刘新元;王涛;魏哲如;李逸;刘慧杰
3.二元制冷及冷箱脱甲烷塔系统的优化操作 [J], 彭跃坤
4.乙烯装置冷箱和脱甲烷塔系统的模拟及优化 [J], 陆向东
5.脱甲烷塔及冷箱的操作调整 [J], 张继明;王兆江
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乙烯装置冷箱和脱甲烷塔系统的模拟及优化陆向东（中国石化 镇海炼化分公司 烯烃部，浙江 宁波 315200）［摘要］采用Aspen Plus 软件模拟了中国石化镇海炼化分公司乙烯装置裂解气负荷和裂解气组成变化对冷箱和脱甲烷塔系统中乙烯损失的影响，分析了脱甲烷塔（分凝分馏塔）塔顶乙烯含量、温度与回流比（冷剂量）的关系，以及脱甲烷塔压力和进料条件对塔顶乙烯损失的影响，研究了冷箱中不同压力等级的冷剂对冷量获得的影响。

模拟结果和乙烯装置实际运行情况表明，乙烯损失主要发生在脱甲烷塔顶部，当裂解气负荷达285 t/h 或轻组分氢气和甲烷含量为46.3%（x ）时，脱甲烷塔塔顶乙烯损失将出现快速上涨的拐点。

日常操作时，应适当控制脱甲烷塔和分凝分馏塔塔顶温度，尤其是脱甲烷塔塔顶温度控制在-131.5～-131.2 ℃之间，有利于减少乙烯损失。

［关键词］乙烯装置；冷箱；脱甲烷塔；模拟；优化；Aspen Plus 软件［文章编号］1000-8144（2020）07-0674-08 ［中图分类号］TQ 018 ［文献标志码］ASimulation and optimization of cold box and demethanizer system in an ethylene plantLu Xiangdong（Olefins Department ，Sinopec Zhenhai Refining & Chemical Company ，Ningbo Zhejiang 315200，China ）［Abstract ］The effect of load and composition of pyrolysis gas in ethylene plant of Sinopec Zhenhai Refining & Chemical Company on ethylene loss in cold box and demethanizer systems was simulated by Aspen Plus software. The relationship between ethylene content ，temperature and reflux ratio(refrigerant power) at the tops of demethanizer(condensing fractionating tower)，as well as the effect of pressure and feed condition on ethylene loss in demethanizer top were analyzed. The effect of refrigerants of different pressure levels on the cooling capacity in the cold box was studied. According to the simulation of Aspen Plus software and actual operation ，ethylene loss mainly occurs at the top of the demethanizer. When the pyrolysis gas load reaches 285 t/h or the total flow of hydrogen and methane accounts for 46.3%(x )，the ethylene loss at the top of demethanizer will occur at an inflection point. It is pointed out that during daily operation ，the temperatures at the tops of demethanizer and condensing fractionating tower should be properly controlled ，especially the temperature at the top of demethanizer should be controlled between -131.5 ℃ and -131.2 ℃，which is conducive to reducing ethylene loss.［Keywords ］ethylene plant ；cold box ；demethanizer ；simulation ；optimization ；Aspen Plus software工业技术［收稿日期］2020-02-28；［修改稿日期］2020-04-08。

乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。

该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据，同时做了部分改动。

本设计以石脑油为原料，管式炉裂解的方法生产乙烯。

主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算，并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。

本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉，脱乙烷塔采用的是筛板塔。

整个设计工作持续了近4个月，在指导老师的帮助下，我们去****乙烯厂进行了毕业实习，参观了实际生产设备，在工厂老师的细心讲解下，对生产流程有了较深刻的了解。

回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍，对理论知识有了更深的认识，并应用到毕业设计当中，顺利的完成了设计。

1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置：聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。

性质：常温常压下为无色可燃性气体，略具烃类特有的臭味，冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重：气体（空气=1）0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限：上限为16～29％（体积分数），下限为3～3.5％（体积分数）。

规格乙烯99.9 wt％最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫（按H2S） 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途：乙烯为石油化工基本原料之一，乙烯可以制备多种有机原料，如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等，也可以作为合成材料的单体，如聚乙烯等。

1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置，部分产品送往对二甲苯装置，作为冷剂。