乙烯装置急冷系统工艺模拟及改进研究

论文摘要

急冷系统是乙烯装置的一个重要组成部分,它直接连接裂解和压缩两大单元,其运行好坏对乙烯装置性能有着重要影响,是乙烯装置改建、扩建的重点。急冷系统作为从裂解炉出来的裂解气处理的第一道工序,具有处理量大,回收热量大等特点。本文根据国内乙烯装置急冷系统的实例,采用工艺流程模拟计算软件PRO/Ⅱ对急冷系统进行模拟计算,并对影响急冷系统的参数进行研究,提出急冷系统工艺改进的方案。由于乙烯装置急冷系统进料的复杂性,本文采用逆推法,将急冷系统处理后的水洗塔塔顶裂解气数据和汽油、柴油、燃料油产品数据的加和来逆推急冷系统的总进料。采用真组分法来表示裂解气中的汽油、柴油、燃料油馏分。根据以轻组分为主含有大量裂解气组分的特点,选用SRK作为急冷系统工艺模拟的热力学方法,并在模拟过程中做了适当的假设和简化。在正确的模拟计算基础上,对急冷系统做了进一步的研究,分析了参数对急冷系统热量回收及产品质量的影响,得出了许多对生产实践具有重要指导意义的结论。根据目前乙烯装置急冷系统的工艺特点,分析了现工艺在热量回收及稀释蒸汽回收利用上的不足,对原有工艺进行了改进,新工艺可以回收利用更多的高能位热量,降低整个装置的能耗,并且得到的是清洁水,可以直接用于稀释蒸汽发生器,并且减少了污水排放量。本文的研究成果对提高装置操作水平,回收高能位热量,降低能耗和乙烯装置的工艺改进方面具有重要的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 化工流程模拟简述
• 1.1.1 化工流程模拟的数学方法
• 1.1.2 化工流程模拟的应用
• 1.1.3 化工流程模拟的发展
• 1.1.4 PRO/Ⅱ流程模拟软件简介
• 1.2 现代乙烯工业生产概况
• 1.2.1 乙烯生产在石油化工中的作用和地位
• 1.2.2 国内外乙烯工业生产情况
• 1.2.3 世界主要乙烯技术概况
• 1.3 急冷系统工艺概况
• 1.3.1 轻烃裂解装置急冷系统工艺流程
• 1.3.2 馏分油裂解装置急冷系统工艺流程
• 1.3.3 急冷系统模拟计算要解决的主要问题
• 1.4 本文研究内容及意义
• 第二章 模拟的理论基础及模拟方法的选择
• 2.1 热力学方法
• 2.1.1 气－液平衡计算
• 2.1.2 急冷系统模拟计算的热力学模型
• 2.2 二次油的表示方法
• 2.3 模块的选择与模拟过程中的简化
• 2.3.1 模块的选择
• 2.3.2 模拟中的假定和简化
• 2.4 急冷系统流程模拟模型的建立
• 2.5 本章小节
• 第三章 乙烯装置急冷系统工艺流程模拟与结果
• 3.1 齐鲁石化烯烃厂急冷系统的模拟
• 3.1.1 急冷系统工艺流程简介
• 3.1.2 基础数据
• 3.1.3 PRO/Ⅱ模拟流程图
• 3.1.4 模拟计算结果
• 3.1.5 模拟计算值与现场标定值比较
• 3.2 华锦乙烯急冷系统的模拟
• 3.2.1 急冷系统工艺流程简介
• 3.2.2 基础数据
• 3.2.3 PRO/Ⅱ模拟流程图
• 3.2.4 模拟计算结果
• 3.2.5 模拟计算值与工艺包设计值比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 急冷系统参数影响规律研究
• 4.1 裂解气热量回收的影响研究
• 4.1.1 汽油回流量对急冷系统热量回收的影响
• 4.1.2 侧线柴油采出量对急冷系统热量回收的影响
• 4.2 急冷系统汽油和柴油产品质量的影响研究
• 4.2.1 急冷油循环段理论板数的变化对产品质量的影响
• 4.2.2 柴油分离段理论板数对产品质量的影响
• 4.2.3 急冷油取热量变化对产品质量的影响
• 4.2.4 汽油回流量对产品质量的影响
• 4.2.5 侧线柴油采出量对产品质量的影响
• 4.3 响应面实验设计方法（RSM）研究取热比与产品质量的关系
• 4.3.1 响应面实验设计方法简介
• 4.3.2 响应面实验设计与模型拟合
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.3.4 模型的验证
• 4.4 本章小节
• 第五章 乙烯装置急冷系统的改造研究
• 5.1 急冷系统工艺改进思路
• 5.2 模拟计算结果与分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢