以下是《乙烯生产技术问答》的精华总结,涵盖基础概念、生产工艺、设备操作、安全环保等关键知识点,结合图表辅助理解,帮助您快速掌握乙烯装置的核心内容:
一、基础概念篇
乙烯生产原理
通过石油烃类高温裂解(脱氢、断链反应)生成烯烃,主反应为吸热过程,需严格控制温度、压力与停留时间。
原料特性参数
特性因数K:区分石蜡基(K>12.1)、中间基(K=11.5~12.1)、环烷基(K=10.5~11.5)原油。
BMCI值:芳烃指数,值越高芳烃含量越多,乙烯收率越低。
裂解深度指标
通过原料转化率、甲烷收率、乙烯/丙烯比等参数控制反应程度,避免过度裂解导致结焦。
二、裂解工序核心要点
裂解炉操作“三要素”
温度、烃分压、停留时间需协同优化:高温(750~850℃)、低烃分压(添加稀释蒸汽)、短停留时间(0.1~0.5s)可提高乙烯收率。
稀释蒸汽的作用
降低烃分压、抑制结焦、传热稳定。注汽量需随负荷调整,过低易结焦,过高增加能耗。
急冷系统(TLE)功能
快速冷却裂解气至300~400℃,终止二次反应,回收高压蒸汽。结焦时需清焦,周期约40~60天。
清焦判断标准
炉管压差↑、TLE出口温度↑、燃料消耗↑,需切换至在线烧焦模式(空气+蒸汽)。
三、压缩与分离技术
裂解气压缩流程
五段压缩(0.13MPa→3.6MPa),段间冷却脱除重烃与水,降低能耗并保护设备。
碱洗脱酸工艺
用NaOH溶液脱除H₂S、CO₂等酸性气体,防止设备腐蚀与催化剂中毒。控制碱浓度5%~10%,过高易聚合堵塞。
深冷分离(-100℃以下)
利用各组分沸点差异,通过脱甲烷塔、脱乙烷塔等逐级分离,获得高纯度乙烯、丙烯。
加氢脱炔技术
前加氢:裂解气中直接加氢,流程简单但选择性差。
后加氢:分离后对C₂、C₃馏分加氢,精度高需补氢。
控制氢炔比防飞温,催化剂需定期再生。
四、关键设备操作要点
离心压缩机防喘振
设置最小流量循环线,避免流量过低导致喘振。喘振现象:气流振荡、噪声增大、叶片损坏。
透平开车暖机原则
低速暖机20min以上,再升速至临界转速区快速通过,避免共振损坏转子。
冷箱操作禁忌
进料需严格干燥(露点<-70℃),防止水分结冰堵塞板翅式换热器流道。
塔器液泛的预防
控制回流比、进料负荷,避免塔盘积液压差骤增。液泛时压差↑、温度波动↑、产品不合格。
五、能量回收与节能
热泵精馏技术
将塔顶冷凝器与塔釜再沸器耦合,用制冷剂(如丙烯)循环供热,大幅降低能耗。
急冷油热量回收
通过减黏塔分离轻组分,降低黏度后作为稀释蒸汽发生器的热源。
烟道气余热利用
预热燃烧空气、发生蒸汽,提高裂解炉热效率至94%以上。
六、安全与环保核心
泄漏应急处理
小泄漏:用蒸汽幕稀释,切断源点。
大泄漏:紧急停车,启动火炬系统,疏散人员。
有毒气体防护
H₂S:致死浓度500ppm,需佩戴空气呼吸器。
CO:与血红蛋白结合致缺氧,需甲烷化脱除。
静电与防爆措施
设备接地、控制流速、使用防爆电器,避免可燃气体爆炸(乙烯爆炸极限2.7%~34%)。
废水处理关键
含酚污水需生化处理,COD(化学需氧量)需控制在<100mg/L达标排放。
七、仪表与自动控制
DCS系统功能
集中监控温度、压力、流量等参数,实现自动联锁停车,提升操作安全性。
调节阀选型原则
气开阀(FC):故障时关闭,如进料阀。
气关阀(FO):故障时开启,如冷却水阀。
联锁逻辑示例
润滑油压力低→辅助油泵自启→压力仍低→压缩机跳车,保护机组安全。
八、典型故障处理
冻塔事故处理
甲醇注入解冻,严重时停车热氮融化,需排查干燥器失效原因。
催化剂中毒现象
床层温降↓、产品杂质↑,需切换反应器再生(烧焦+还原)。
压缩机振动原因
转子结垢、对中不良、喘振,需停机清理或动平衡校正。
九、开停车关键步骤
开车前氮气置换
氧含量<0.5%为合格,露点<-45℃防止冰堵。
紧急停车原则
按序切断进料、停炉、保压保液位,避免设备热应力损伤。
十、新技术与优化方向
甲醇制乙烯(MTO)
非石油路径,适合煤基原料,但催化剂寿命短、能耗高。
催化裂解技术
降低反应温度,提高丙烯收率,是未来替代传统蒸汽裂解的方向之一。
附:实操速查表

通过以上精华总结,您可系统掌握乙烯装置从原料到产品全流程的核心技术、操作要点及安全规范。建议结合现场巡检与DCS操作深化理解!