裂解(裂化)工艺

裂解是指石油中烃类原料在高温条件下,发生碳链断裂或脱氢反应,生成烯烃及其他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主,同时副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。

典型工艺:

  1. 热裂解制烯烃工艺。
  2. 重油裂化生产乙烯、丙烯、汽油、柴油。

(1)反应类型:高温吸热反应

(2)工艺危险特点

  1. 在高温(高压)下进行反应,装置内的物料温度一般超过其自燃点,若漏出会立即引起火灾。
  2. 炉管内壁结焦会使流体阻力增加,影响传热,当焦层达到一定厚度时,因炉管壁温度过高,而不能继续运行下去,必须进行清焦,否则会烧穿炉管,裂解气外泄,引起裂解炉爆炸。
  3. 如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转,则炉膛内很快变成正压,会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火,严重时会引起炉膛爆炸。
  4. 如果燃料系统大幅度波动,燃料气压力过低,则可能造成裂解炉烧嘴回火,使烧嘴烧坏,甚至会引起爆炸。
  5. 有些裂解工艺产生的单体会自聚或爆炸,需要向生产的单体中加阻聚剂或稀释剂等。

(3)重点监控单元:裂解炉、引风机、制冷系统、分离单元、压缩机

(4)重点监控工艺参数

  1. 裂解炉进料流量。
  2. 燃料油进料流量。
  3. 燃料油压力。
  4. 稀释蒸气比及压力。
  5. 裂解炉温度。
  6. 引风机电流。
  7. 滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取热器控制、机组控制、锅炉控制等。

(7)安全控制的基本要求

  1. 裂解炉进料压力、流量控制报警与联锁。
  2. 紧急裂解炉温度报警和联锁。
  3. 反应压力与压缩机转速及入口放火炬控制。
  4. 再生温度与外取热器负荷控制。
  5. 再生压力的分程控制。
  6. 滑阀差压与料位。
  7. 温度的超驰控制(选择性控制系统)。
  8. 紧急冷却系统。
  9. 紧急切断系统。
  10. 锅炉的熄火保护。
  11. 外取热器汽包和锅炉汽包液位的三冲量控制。
  12. 机组相关控制。
  13. 可燃与有毒气体检测报警装置等。

(8)宜采用的控制方式

  1. 将引风机电流与裂解炉进料阀、燃料油进料阀、稀释蒸气阀之间形成联锁关系,一旦引风机故障停车,则裂解炉自动停止进料并切断燃料供应,但应继续供应稀释蒸气,以带走炉膛内的余热。
  2. 将燃料油压力与燃料油进料阀、裂解炉进料阀之间形成联锁关系,燃料油压力降低,则切断燃料油进料阀,同时切断裂解炉进料阀。
  3. 分离塔应安装安全阀和放空阀,低压系统与高压系统之间应有逆止阀并配备固定的氮气装置、蒸汽灭火装置。
  4. 将裂解炉电流与锅炉给水流量、稀释蒸气流量之间形成联锁关系;一旦水、电、蒸汽等公用工程出现故障,裂解炉能自动紧急停车。
  5. 反应压力正常情况下由压缩机转速控制,开工及非正常工况下由压缩机入口放火炬控制。
  6. 再生压力由烟机入口蝶阀和旁路滑阀(或蝶阀)分程控制。
  7. 再生、带生滑阀正常情况下分别由反应温度信号和反应器料位信号控制,一旦滑阀差压出现低限,则转由滑阀差压控制。
  8. 再生温度由外取热器催化剂循环量或流化介质流量控制。
  9. 外取热汽包和锅炉汽包液位采用液位、补水量和蒸发量三冲量控制。
  10. 带明火的锅炉设置熄火保护控制。
  11. 大型机组设置相关的轴温、轴震动、轴位移、油压、油温、防喘振等系统控制。
  12. 在装置存在可燃气体、有毒气体泄漏的部位设置可燃气体报警仪和有毒气体报警仪。

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