张怡美

北京锐克科技有限公司

【摘要】以俄罗斯直馏石脑油为原料,模拟某石化公司工业乙烯装置的工况条件,在乙烯裂解原料模拟评价试验装置上对俄罗斯直馏石脑油进行蒸汽

裂解性能评价。结果表明,俄罗斯直馏石脑油的蒸汽裂解操作条件为:出口温度为850℃、出口压力为。ZMPa、水油比为。sm/m、停留时间为。35,在

此工艺条件下,俄罗斯直馏石脑油裂解产生的三烯收率。

【关键词】乙烯蒸汽裂解停留时间石脑油水油比裂解工艺是以石油烃类(即碳氢化合物)为原料在800℃以上高温、<1秒的

短停留时间、并以水蒸汽为稀释剂的工况下,进行多个化学反应的热裂解制取三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲

苯、对间邻二甲苯)等三大合成(即聚纤维、聚脂、合成橡胶)有机原料的加工工乙0随着裂解炉型的一代又一代研究开发和乙烯装置规模大型化,就必然会出现乙烯原料品种多样化以及一套大型乙烯装置有好几种不同裂解炉型的局面,如何对不同原料、不同裂解炉型进行优化工业操作,如何能使乙烯装置达到较高的开工率。这就需要利用模拟裂解试验装置进行大量的扩大优化乙烯原料的评价试验、工业炉优化操作试验、重质原料油两次注汽试验,延长操作周期的结焦抑制剂试验研究工作等等。本文主要介绍利用乙烯裂解原料模拟评价试验装置对俄罗斯直馏石脑油进行裂解性能评价,考察了出口温度、名称原料t匕重(g/eo3)

馏程(℃)平均摩尔质量(kg/。。)l粘度(厘泊)(ZoCo)表1俄罗斯直馏石脑油特性数据参数族组成0.70~0.80 40~185 110士10

0.85烷烃%(wt)正异构t匕(wt/wt)环烷烃%w()t芳烃%(wt)37士55士2表2出口温度对三烯收率的影响实验编号出口温度(℃)830

840850860870乙烯(m%)25.16丙烯(m%)13.51丁二烯(。yc0)3.06三烯总收率(。yc0)41.73

26.3214.084.1544.57

27.5315.724.3347.58

26.6815.464.5046.64

26.0814.784.2045.06

表3出口压力对三烯收率的影响

实验编号出口压力(MPA)乙烯(m%)丙烯(m%)丁二烯(。yc0)三烯总收率(。yc0)

10.1027.3515.684.2147.24

20.1527.4615.594.1847.23

30.2027.5315.724.3347.58

40.2526.5615.174.1345.86

50.3025.3214.263.7643.34

WW、v.CPCqS·org

操作压力、水油比、停留时间对裂解性能

影响(本文主要以三烯的收率来考核原料

的裂解性能),优化出*佳的工艺操作条

件,为工业乙烯装置提供有效试验数据。

1试验部分

1

.

1原料

采用俄罗斯直馏石脑油为原料,其主

要为烷烃的C4一C6成份,其特性数据见表

1o

1

.

2试验装置及工艺流程

采用乙烯裂解原料模拟评价试验装置

(见图1)。裂解反应炉管材质为为2520,

耐高温,炉管直径为中12x3,6段u形串联

排列。

装置工艺流程:蒸馏水由计量泵输送

到蒸汽发生炉加热产生水蒸气后,注人反

应器二段;石脑油由计量泵输送进人反应

器人口,在反应器内进行裂解反应,裂解

产物通过急冷器进行快速冷却,裂解产物

再次通过冷凝器冷凝后进人9一产品罐进行

分离,油水混合物收集在9一产品罐内,气

相产物进人10一产品罐再次冷却分离,分离

后裂解轻油收集在10一产品罐内,裂解气经

气表计量后放空。试验过程中裂解气采用

瞬间取样分析三烯含量(图1)。

1

.

3分析

采用美国安捷伦公司生产的7890色谱

分析仪,用于分析裂解气组成(主要分析

乙烯、丙烯、丁二烯的含量)。

2结果与讨论

2

.

1出口温度

采用乙烯裂解原料模拟评价试验装置

评价俄罗斯直馏石脑油的裂解性能,在出

口压力为OZMpa、停留时间为0.35、水油比

为o.sm/m时,考察出口温度对三烯收率的

影响,结果见表2。

由表2可见,随着温度的升高,原料的

裂解程度逐渐加深,三烯收率逐渐升高,

—万污.—技术研究

表停留时间对三烯收率的影响

实验编号停留时间(乙烯(m%丙烯(m%丁二烯(麟三烯总收率(麟

10.10.671.3.87.79

0.06.31.31.11.6

30.307.31.7.337.8

0.06.31.8.1.8

0.0.7613.983.993.73

表水油比对三烯收率的影响

实验编号水油比(耐耐乙烯(m%丙烯(m%丁二烯(麟三烯总收率(麟

10.3.871.33.10.0

0.6.31.093.71.03

30.7.31.7.337.8

0.6.31.893.89.1

0.73.1113.783.160.0

口温度为80℃、出口压力为.Zpa、停留

时间为0.3时,考察水油比对三烯收率的影

响,结果见表5。

由表4可见,随着水油比的加大,原

料的裂解程度逐渐加深,三烯收率逐渐升

高,当水油比太高时,即水蒸汽量太大,

原料在炉管内的流速变大,原料裂解不充

分导致烯烃收率下降;本组试验得知:水

油比比控制在o.sm/m较为合适。

3结论

以俄罗斯直馏石脑油为原料,模拟吉

林石化公司工业乙烯装置工况条件,在乙

烯裂解原料模拟评价试验装置对俄罗斯直

馏石脑油进行蒸汽裂解制乙烯性能评价。

结果表明,俄罗斯直馏石脑油适宜的裂解

操作条件为:出口温度为850℃、出口压力

为住ZMpa、水油比为住sm/m、停留时间为

0.35。

〔〔关)))

参考文献

[l]陈滨主编

.

乙烯工学[M].化学工业出版

社,2002,14(4):61一65

z[]张兴福,张春祥,姜昌泉.关于优化乙烯

裂解原料的探讨J[]

.

化工科技,2004,12

(1):50一52

3[]李玉民

.

乙烯裂解工艺与原料[J].乙烯

工业,2007,19(3),1一3

原料罐原料计量泵3一蒸馏水罐李水计量泵5一蒸汽发生炉6一裂解反应器及裂解炉

7一急冷器8一冷凝器9一产品罐10一产品罐11一气表

图1试验装置工艺流程

作者简介

张怡美(1983

.

10一),男,福建省福鼎市

人,工程师,主要从事微型、小型、中型、工业

侧线及各种特殊科研装置的设计制造及其

装置的调试开工等。

(上接第94页

当出口温度过高时,裂解反应已达到平衡

无法继续裂解,此时烯烃的二次反应加

剧,降低了烯烃收率;本组试验得知:出

口温度控制在850℃左右较为合适。

2

.

2出口压力

采用乙烯裂解原料模拟评价试验装置

评价俄罗斯直馏石脑油的裂解性能,在出

口温度为850℃、停留时间为0.35、水油比

为o.sm/m时,考察出口压力对三烯收率的

影响,结果见表3。

由表3可见,随着压力的降低,原料的

裂解程度逐渐加深,三烯收率逐渐升高,

当裂解反应达到平衡时,继续降低压力,

烯烃收率变化甚微;本组试验得知:出口

压力控制在住ZMPa较为合适。

2

.

3停留时间

采用乙烯裂解原料模拟评价试验装置

评价俄罗斯直馏石脑油的裂解性能,在出

口温度为850℃、出口压力为o.ZMpa、水油

比为o.sm/m时,考察停留时间对三烯收率

的影响,结果见表4。

由表4可见,停留时间太短,原料裂解

程度不够,导致烯烃收率不足;而当停留

时间太长时,裂解反应已达到平衡,加剧

了烯烃的二次反应,导致烯烃收率下降;

本组试验得知:停留时间爱控制在住S3较为

合适。

2

.

4水油比

采用乙烯裂解原料模拟评价试验装置

评价俄罗斯直馏石脑油的裂解性能,在出

3结论

相比于两个液位指示通过切换进同一

个PID块运算后输出的方案来讲,这种方案

完全做到了无扰切换,经过现场的调试与

实操,验证完全达到了预期目标。

该方案相对于一个PID方案在功能实现

的过程要更复杂,新增许多辅助功能模块。

新增PID数量会消耗一定的系统资源。经过

测算,在此次项目交工后,CPu的空闲时间

下降约为1秒,应该说费效比还比较理想。

改造方案于2012年10月份实施投用以

来,使用效果良好,没有再出现因液位计

故障导致的生产关断,改造后的控制方案

安全、可靠、易于操作,并能及时反应现

场的情况,为保障作业区的生产时率和产

量做出了重大贡献。

万幸WWW·CPCqS·OFg