《有機(jī)化工生產(chǎn)工藝》學(xué)案第二章

有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)第二章乙烯工業(yè)——烴類(lèi)熱裂解本章學(xué)習(xí)要求認(rèn)識(shí)烴類(lèi)裂解的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)以及其對(duì)乙烯收率影響；熟悉管式爐裂解的生產(chǎn)工藝流程并掌握各個(gè)工藝參數(shù)和原料性質(zhì)對(duì)乙烯收率的影響；熟習(xí)不一樣深冷分離流程并掌握裂解氣的各樣凈化方法、原理和工藝條件；認(rèn)識(shí)生產(chǎn)中的異樣現(xiàn)象和節(jié)能舉措。1．何謂烴類(lèi)熱裂解？2．查資料認(rèn)識(shí)乙烯的其余生產(chǎn)方法及將來(lái)世界乙烯工業(yè)展開(kāi)趨向。第一節(jié)烴類(lèi)管式爐裂解生產(chǎn)乙稀工業(yè)上烴類(lèi)熱裂解制乙烯，固然各生產(chǎn)裝置所用原料和生產(chǎn)技術(shù)有所差別，相應(yīng)的工藝流程也不完整同樣，但均包含和兩個(gè)重要局部。一、管式爐裂解工藝流程1．裂解工藝流程包含系統(tǒng)，系統(tǒng)、系統(tǒng)以及系統(tǒng)。2．畫(huà)出輕柴油裂解主物料流的工藝流程方框表示圖。1有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)二、烴類(lèi)熱裂解過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)1．什么叫烴類(lèi)熱裂解過(guò)程的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)？它們對(duì)烴類(lèi)熱裂解過(guò)程有何影響？2．烴類(lèi)熱裂解的一次反應(yīng)主要有哪幾個(gè)？烴類(lèi)熱裂解的二次反應(yīng)主要有哪幾個(gè)？3．簡(jiǎn)述各族烴熱裂解一次反應(yīng)規(guī)律。理想的裂解原料是何樣的？4．什么叫焦，什么叫碳？結(jié)焦與生碳的差別有哪些？第二節(jié)管式裂解爐和烴類(lèi)裂解的操作條件一、管式裂解爐1．管式裂解爐〔1〕管式裂解爐主要由和兩全局部構(gòu)成。用鋼構(gòu)體和耐火資料砌筑，分為對(duì)流室和輻射室。安裝在對(duì)流室內(nèi)，部署在輻射室內(nèi)，在輻射室的爐側(cè)壁和爐頂或爐底安裝了必定數(shù)目的燒嘴〔燃料噴嘴、火嘴等〕?！?〕因?yàn)楹图暗牟灰粯?，管式爐的爐型有多種。．裂解爐的結(jié)焦與清焦2有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)1〕裂解爐的結(jié)焦的表現(xiàn)有哪些？2〕裂解爐為何要清焦？如何清焦？3〕查資料認(rèn)識(shí)當(dāng)前我國(guó)采納的清焦方法有哪幾種？二、裂解氣急冷與急冷換熱器1．裂解氣急冷的目的是什么？它擁有什么意義？2．急冷的方法的哪兩種？對(duì)這兩種急冷方法進(jìn)行比較。3．對(duì)急冷換熱器的構(gòu)造要求是什么？4．防備急冷換熱器結(jié)焦應(yīng)控制哪些指標(biāo)？三、烴類(lèi)裂解的操作條件1．權(quán)衡裂解結(jié)果的指標(biāo)有哪些？2．影響化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)均衡的要素有哪些？在生產(chǎn)實(shí)質(zhì)中為提升產(chǎn)品的收率應(yīng)如何做？3．烴類(lèi)熱裂解反應(yīng)的特色是什么？4．剖析溫度對(duì)裂解反應(yīng)的影響，并確立適合的溫度。5．什么是逗留時(shí)間？并剖析逗留時(shí)間對(duì)裂解反應(yīng)的影響。3有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)6．什么是烴分壓？并剖析壓力對(duì)裂解反應(yīng)的影響。7．為何往常在原料此中參加稀釋劑〔惰性氣體或水蒸氣〕來(lái)降低烴分壓。8．工業(yè)上為何采納水蒸汽作為稀釋劑？9．烴類(lèi)裂解促使一次反應(yīng)，克制二次反應(yīng)提升乙烯收率的操作條件如何？第三節(jié)裂解氣的凈化與分離技術(shù)一、裂解氣的構(gòu)成和分離方法1．工業(yè)生產(chǎn)中分離氣體混淆物的方法有哪些？較最用的方法是什么？要想獲得較貞潔的產(chǎn)品應(yīng)采納何方法？2．裂解氣凈化分離的任務(wù)是什么？裂解氣的分離方法有哪幾種？3．什么是深冷？什么是深冷分離？深冷分離流程包含那幾局部？各局部的任務(wù)是什么？4．什么是次序分離流程，前脫乙烷分離流程和前脫丙烷分離流程？5．三種工藝流程的比較〔閱讀下表〕比較工程次序分離流程前脫乙烷流程前脫丙烷流程操作中的脫甲烷塔居首，釜溫低，再脫乙烷塔居首，壓力大，釜脫丙烷塔居首，置于壓縮機(jī)4有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)問(wèn)題沸器不易擁塞溫高，如C4以上烴含量多，段間除掉C4以上烴，再送二烯烴在再沸器聚合，影響入脫甲烷塔、脫乙烷塔，可操作且損失丁二烯防備二烯烴聚合最合適C3、C4含量許多而丁二烯含量少的氣體〔如煉對(duì)裂解氣不論裂解氣是輕是重，都能可辦理較重裂解氣，特別是廠氣分離后的裂解的氣含C4許多的裂解氣的適應(yīng)性適應(yīng)體〕，但不可以辦理丁二烯含量許多的裂解氣全部組分都進(jìn)入甲烷塔，加C3、C4烴不經(jīng)甲烷塔冷凝，冷量耗費(fèi)重甲烷塔冷凍負(fù)荷，耗費(fèi)高C4烴在脫丙烷塔冷凝，冷量而在脫乙烷塔冷凝，耗費(fèi)低及利用能位的冷量多，冷量利用不利用比較合理能位的冷量，冷量利用合理合理因?yàn)橛忻摫樗趬嚎s機(jī)分子篩乏味在流程中壓力三段出口，分子篩只好放在分子篩枯較高而溫度較低的地點(diǎn)，吸壓力較低的地點(diǎn)，且三段出〔狀況與次序流程同樣〕口C3以上重?zé)N不可以許多冷燥負(fù)荷附有益，簡(jiǎn)單保證裂解的露點(diǎn)，負(fù)荷小凝下來(lái)，影響分子篩吸附性能，所以負(fù)荷大，花費(fèi)高全部餾分進(jìn)入甲烷塔，負(fù)荷甲烷塔負(fù)荷小，耐低溫合金該流程狀況介于前兩種流塔徑大小大深冷塔直徑大，耐低溫合鋼可節(jié)儉。而脫乙烷塔徑大程之間金鋼耗用多設(shè)施多少流程長(zhǎng)，設(shè)施多隨加氫方案不一樣而不一樣采納前加氫時(shí)，設(shè)施較少二、壓縮與制冷〔一〕裂解氣的壓縮1．為何裂解氣要進(jìn)行壓縮？5有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)2．裂解氣的壓縮為何采納多段壓縮技術(shù)？3．裂解氣壓縮后的溫度應(yīng)控制在何范圍內(nèi)？為何？如何實(shí)現(xiàn)？4．當(dāng)前大規(guī)模生產(chǎn)廠的裂解氣壓縮機(jī)都是式，一般為段。因?yàn)榱呀鉅t的廢熱鍋爐副產(chǎn)高壓水蒸氣，所以，多采納壓縮機(jī)，抵達(dá)能量綜合利用?！捕持评?．的過(guò)程稱(chēng)為制冷。深冷分離中常用的制冷方法有兩種：制冷和制冷。2．舉例說(shuō)明冷凍循環(huán)制冷的原理。3．舉例說(shuō)明復(fù)迭制冷的原理。4．畫(huà)出甲烷-乙烯-丙烯三元復(fù)迭制冷表示圖。5．何謂節(jié)流膨脹制冷？三、裂解氣的凈化〔一〕酸性氣體的脫除1．裂解氣中的酸性氣體主要有哪些組分？2．酸性氣體的根源有哪些？6有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)3．假定酸性氣體過(guò)多時(shí)，對(duì)分離過(guò)程帶來(lái)什么樣的危害？工業(yè)上采納什么方法來(lái)脫除酸性氣體？4．堿洗法與醇胺法脫除酸性氣體的比較〔填寫(xiě)下表〕方法堿洗法醇胺法汲取劑長(zhǎng)處弊端合用狀況5．堿洗法流程中，堿洗塔為何要分紅四段進(jìn)行清洗？〔二〕脫水1．水在裂解氣深冷分離中有什么危害？工業(yè)上常采納什么方法脫除裂解氣中的水分？2．工業(yè)上采納吸附的方法脫水，用、或等作吸附劑，成效較好的是吸附劑。3．以裂解氣的乏味為例，說(shuō)明乏味及重生的操作過(guò)程?！踩趁撊?．裂解氣為何要脫除炔烴？工業(yè)上脫除炔烴的方法有哪些？2．什么叫前加氫流程？什么叫后加氫流程？各有什么優(yōu)弊端？3．前加氫與后加氫技術(shù)的比較〔填寫(xiě)下表〕。7有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)工程前加氫后加氫工藝流程反應(yīng)器體積能量耗費(fèi)操作難易催化劑用量乙烯損失量4．圖2-10、圖2-11、圖2-12中各采納了哪一種加氫方案？〔四〕脫一氧化碳〔甲烷化〕1．CO的根源是什么？2．裂解氣為何要脫除CO？工業(yè)上脫除CO的方法有哪些？的危害四、精餾分離系統(tǒng)1．裂解氣經(jīng)壓縮和制冷、凈化過(guò)程為深冷分離創(chuàng)建了條件——、、。2．深冷分離的任務(wù)是什么？3．深冷分離的主要精餾塔有哪些？各自的作用是分別是什么？〔一〕脫甲烷塔系統(tǒng)1．深冷分離流程程中，脫甲烷塔系統(tǒng)的中心任務(wù)是什么？其輕、重重點(diǎn)組分是分別是何組分？8有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)2．為何說(shuō)脫甲烷塔是分離過(guò)程中溫度最低、能耗最多的塔？3．剖析原料氣CH4/H2摩爾比、操作溫度和壓力對(duì)脫甲烷塔乙烯回收率的影響。4．為何脫甲烷塔塔項(xiàng)要有局部甲烷液體回流？5．脫甲烷塔提升乙烯回收率的舉措有哪些？6．什么是冷箱？什么是前冷流程和后冷流程？〔二〕乙烯精餾1．乙烯精餾的目的是什么？2．剖析溫度、壓力能乙烯精餾的影響。3．乙烯精餾塔的改進(jìn)有哪些？〔三〕丙烯塔1．丙烯精餾塔的任務(wù)是什么？其重點(diǎn)組分是什么？2．深冷分離操作中為提升乙烯的收率，采納了哪些舉措？3．塔是分離過(guò)程中溫度最低的塔，能量耗費(fèi)也最多。塔是分離系統(tǒng)中塔板數(shù)最多，回流比最大的一個(gè)塔，也是運(yùn)行費(fèi)和投資費(fèi)許多的一個(gè)塔。9有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)五、裂解氣分離操作中的異樣現(xiàn)象〔閱讀下表〕序號(hào)生產(chǎn)工序不正?，F(xiàn)象產(chǎn)生原由堿洗法脫硫脫水

〔1〕堿洗塔H2S剖析不合格〔1〕堿洗液濃度過(guò)低；堿洗液循環(huán)量過(guò)少；泵泊車(chē)〔2〕堿洗塔CO2剖析不合格〔2〕堿洗液濃度過(guò)高乏味后水含量不合格乏味劑重生不好；使用周期過(guò)長(zhǎng)；物料含水量過(guò)高；乏味劑結(jié)炭；裝填量不夠或乏味劑質(zhì)量不合格〔1〕加氫反應(yīng)器反應(yīng)溫度過(guò)〔1〕氫氣參加量過(guò)高；入口溫度過(guò)高；高；催化劑活性太高而選擇性太差，致使乙烯深度加氫；脫炔及CO〔2〕加氫反應(yīng)器溫差低；〔2〕氫氣與甲烷之比過(guò)小；催化劑中毒〔3〕甲烷化反應(yīng)器反應(yīng)溫度〔3〕預(yù)熱溫度不高；氫氣流量過(guò)高或過(guò)過(guò)低低〔1〕制冷機(jī)喘振；〔1〕流量低于顛簸點(diǎn)；吸入的物料溫度4制冷過(guò)高；制冷劑中含不凝氣過(guò)高；〔2〕制冷劑蒸發(fā)壓力高；冷劑量少；制〔2〕制冷劑用后溫度高冷劑中重組分含量高5〔1〕塔液泛；〔1〕加熱太強(qiáng)烈，釜溫過(guò)高；負(fù)荷過(guò)大；深冷分離〔2〕物料乏味不好，水分累積太多〔2〕凍塔第四節(jié)乙烯生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能舉措一、裂解系統(tǒng)1．乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，是乙烯裝置的能耗大戶(hù)，其能耗占裝置總能耗的50%~60%，降低其能耗是降低乙烯生產(chǎn)本錢(qián)的重要門(mén)路之一。10有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)2．乙烯生產(chǎn)裂解系統(tǒng)有哪些節(jié)能舉措？二、深冷分離系統(tǒng)1．在深冷分離中，有哪些節(jié)能舉措？2．采納中間冷凝器和中間再沸器的長(zhǎng)處是什么？3．什么叫熱泵？精餾塔的熱泵制冷方式有哪幾種？牢固與提升一、填空題1．石油烴熱裂解的主要目的是，同時(shí)可得，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的別離還能夠獲取以及、和等產(chǎn)品，它們都是重要的根本有機(jī)原料，所以石油烴熱裂解是有機(jī)化學(xué)工業(yè)獲取根本有機(jī)原料的主要手段。2．輕柴油裂解生產(chǎn)工藝流程包含、、、四局部。3．急冷的方法有兩種，一種是，另一種是。4．清焦方法有清焦和清焦法。5．烴類(lèi)熱裂解的操作條件宜采納、、。6．在乙烯-丙烯復(fù)迭制冷中，向供冷，向供冷，向冷量用戶(hù)供冷。7．深冷分離的任務(wù)就是依據(jù)裂解氣中的不一樣，用精餾的方法逐個(gè)進(jìn)行分離，最后獲取純度切合要求的乙烯和丙烯產(chǎn)品。主要的精餾塔分別是：、、、和。11有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)8．在石油化工深冷分離中使用最多制冷劑是、和等。9．影響脫甲烷塔乙烯回收率的主要要素是、和。10．理論上烴類(lèi)裂解制乙烯的最適合溫度一般為之間，實(shí)質(zhì)裂解溫度的選擇還與、產(chǎn)品散布、裂解技術(shù)、等要素相關(guān)。二、選擇題1．烴類(lèi)熱裂解生產(chǎn)乙烯的原猜中，以下哪族烴的含量高些好A．烷烴B．環(huán)烷烴C．芳烴D．烯烴2．以下裂解反應(yīng)條件，不可以提升乙烯收率的是A．高溫B．低溫C．短逗留時(shí)間D．低烴分壓3．在裂解氣分離的精餾分離系統(tǒng)中，塔板數(shù)最多的精餾塔是A．脫甲烷塔B．乙烯精餾塔C．丙烯精餾塔D．脫丁烷塔4．氨蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)，可向用戶(hù)供給的準(zhǔn)是的溫度級(jí)位是A．-30℃B．-40℃C．-100℃D．低于-100℃5．乙烯工業(yè)中，裂解氣采納吸附的方法脫水，常用吸附劑是A．活性氧化鋁B．活性鐵釩土C．A型分子篩D．硅膠6．乙烯工業(yè)中，經(jīng)過(guò)節(jié)流膨脹提升乙烯回收率的精餾塔是A．脫甲烷塔B．脫乙烷塔C．乙烯塔D．丙烯塔7．甲烷-乙烯-丙烯三元復(fù)迭制冷中，向用戶(hù)供給冷量的制冷劑是A．水B．甲烷C．乙烯D．丙烯8．烴類(lèi)裂解制乙烯，采納的壓力操作方法是A．間接加壓B．間接減壓C．直接加壓D．直接減壓三、判斷題1．因?yàn)橄N帶有雙鍵，構(gòu)造比較不穩(wěn)固，自然界中也有大批烯烴，所以用烯烴來(lái)直接生產(chǎn)乙烯也是合理，經(jīng)濟(jì)的方法?！病?．升溫有益于加速石油烴裂解生成乙烯的反應(yīng)速率，所以溫度越高越好?！病?．乙烯精餾塔是出成品的塔，作用相當(dāng)重點(diǎn)，所以塔板數(shù)最多?！病?．石油烴熱裂解中不采納抽真空降總壓是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上不合理。()7．急冷的目的是將裂解爐出口高溫裂解氣趕快冷卻，以停止其二次反應(yīng)。()8．不斷爐清焦就是裂解爐在清焦的同時(shí)向來(lái)不中止加原料。()12有機(jī)化工生產(chǎn)工藝教案乙烯工業(yè)9．概括各族烴類(lèi)的熱裂解反應(yīng)的大概規(guī)律得出：高含量的烷烴，低含量的芳烴和烯烴是理想的裂解原料?！病?0．盡量的增添水蒸氣的量，不單能夠降低烴分壓并且能夠?qū)崟r(shí)的清焦?！病乘?、問(wèn)答題1．為何在生產(chǎn)中要促使一次反應(yīng)、克制二次反應(yīng)？2．結(jié)焦與生碳的差別是什么？3．為何要對(duì)裂解氣進(jìn)行急冷？“間接急冷〞與“直接急冷〞各有何優(yōu)弊端？工業(yè)上廣泛采納何急冷方法？4．什么叫逗留時(shí)間？逗留時(shí)間與裂解溫度對(duì)裂解產(chǎn)物散布有何影響？5．什么叫烴分壓？為何要采納參加稀釋劑的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)減壓目的？采納水蒸汽為稀釋劑有何長(zhǎng)處？6．裂解氣深冷分離為何采納多段壓縮技術(shù)？確立段數(shù)的依照是什么？7．裂解氣凈化主要包含哪些步驟？各步的目的是什么？8．乙烯精餾的影響要素有哪些？乙烯精餾過(guò)程采納了哪些節(jié)能舉措。五、綜合題1．用管式爐裂解輕柴油，輸入輕柴油量為1000kg/h,裂解后獲取乙烯25