乙烯装置分离全流程模拟

作者: 卢光明著

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2022-02

版次: 1

ISBN: 9787122399076

定价: 128.00

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 285页

字数: 348千字

分类: 工程技术

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本书从乙烯装置分离过程模拟涉及的基础物性方法和模型出发，基于1200kt·a-1乙烯装置的重质裂解原料和轻质裂解原料两个模拟基础工况，用Aspen Plus V8.8模拟研究乙烯装置自汽油分馏塔系统接收裂解炉区废热锅炉出口的裂解气始至脱丁烷塔采出碳四馏分和粗裂解汽油组分止的分离流程。全流程模拟研究三种典型分离技术的分离过程，侧重于概括顺序分离后加氢、前脱乙烷前加氢和前脱丙烷前加氢三种分离技术的特点与差异，分析其模拟计算结果，并在模拟计算公用工程消耗的基础上比较这三种分离技术的综合能耗，有利于乙烯设计和生产者等更加透彻地理解不同的乙烯分离技术。
本书特别适用于乙烯生产单位开展乙烯分离技术培训和乙烯分离过程模拟，还适合设计单位开展乙烯装置的分离工艺包优化设计工作。可供乙烯行业设计、科研开发和生产技术人员，以及高等院校热能或化工类专业师生参考阅读。卢光明，中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司科技信息处，副处长、教授级高级工程师，著者自1987年工作以来，一直在独山子石化公司技术部门从事炼化一体化生产技术工作，主要在科技攻关、技术改造、科研开发、规划发展和发明创新等方面积累炼化专业知识，历任科技管理科科长、新产品管理科科长、技术管理科科长、副主任工程师、主任工程师、副处长。独立撰写炼化科技论文18篇，取得科技进步成果11项。在解决工艺技术难题的过程中，善于改进创新，已获得授权的发明专利3项、实用新型专利2项，其中与乙烯装置工艺技术有关的专利4项。从事乙烯工艺技术工作28年来，既消化掌握了乙烯装置技术，又积累了大量乙烯装置生产运行操作经验，特别是较深入研究掌握了顺序分离、前脱乙烷和前脱丙烷分离三种乙烯分离技术。

第1章绪论 001

1.1 概述 002

1.2 乙烯装置常用的传质分离过程 003

1.2.1 平衡分离过程 003

1.2.2 机械分离过程 007

1.2.3 速率分离过程 007

1.3 本书的主要任务和内容 007

参考文献 009

第2章物性方法和模型 011

2.1 Aspen Plus?推荐的物性方法和模型 012

2.2 有关基本概念 013

2.2.1 理想气体 013

2.2.2 临界常数 013

2.2.3 压缩因子和偏心因子 014

2.2.4 汽液相平衡 014

2.2.5 理想溶液 015

2.3 热力学性质方法和模型 016

2.3.1 立方型状态方程 016

2.3.2 液体逸度关联式 020

2.3.3 蒸汽表 020

2.4 传递性质方法和模型 020

参考文献 021

第3章模拟基础 022

3.1 裂解原料性质 023

3.2 裂解原料的产物分布 023

3.3 乙烯装置工况 026

3.4 裂解气参数 027

3.5 统一规定 028

参考文献 033

第4章急冷系统 034

4.1 急冷系统的模拟 035

4.1.1 汽油分馏塔和急冷水塔系统模拟 036

4.1.2 稀释蒸汽发生系统模拟 047

4.2 物料和热量平衡 052

4.2.1 物料平衡 052

4.2.2 热量平衡 054

4.3 汽油分馏塔系统 056

4.3.1 高中温热回收 057

4.3.2 结垢和阻垢 060

4.3.3 急冷油黏度升高机理与减黏 069

4.3.4 除焦 073

4.3.5 典型案例分析 073

4.4 急冷水塔系统 076

4.4.1 低温热回收 076

4.4.2 粗裂解汽油不足 079

4.4.3 乳化与破乳 081

4.5 稀释蒸汽发生系统 082

参考文献 083

第5章裂解气的压缩 086

5.1 热力学参数 087

5.2 主要性能参数 088

5.2.1 流量 088

5.2.2 压缩比 088

5.2.3 能量头 088

5.2.4 多变效率 089

5.3 压缩过程的模拟 089

5.3.1 工艺描述 089

5.3.2 工艺流程特点 094

5.3.3 模拟说明 095

5.3.4 模拟结果分析 095

5.4 结垢及腐蚀机理 102

5.4.1 结垢及腐蚀位置 103

5.4.2 化学机理 104

5.4.3 腐蚀 106

5.4.4 物理夹带 106

5.4.5 溶解力 107

5.5 结垢控制与防腐 107

5.5.1 注洗油 107

5.5.2 注水 109

5.5.3 注化学助剂 110

5.5.4 涂层 111

5.5.5 其它方法 112

5.6 有关工艺参数 113

5.6.1 裂解气摩尔质量 113

5.6.2 一段入口的体积流量 114

5.6.3 一段入口压力 115

5.6.4 末段出口压力 116

5.6.5 每段允许的出口温度 117

5.6.6 段间的压力降 117

5.6.7 其它参数 117

参考文献 118

第6章裂解气的净化 120

6.1 酸性气体的脱除 121

6.1.1 碱洗系统的模拟 121

6.1.2 模拟结果分析 125

6.1.3 黄油生成和抑制 126

6.2 干燥 128

6.2.1 模拟说明 129

6.2.2 裂解气的干燥 129

6.2.3 裂解气凝液的干燥 130

6.2.4 碳二组分的干燥与裂解气的保护干燥 131

6.2.5 碳三组分的干燥 132

6.2.6 氢气的干燥 132

6.3 乙炔的脱除 133

6.3.1 碳二加氢反应系统的模拟 133

6.3.2 模拟结果分析 137

6.4 甲基乙炔和丙二烯的脱除 139

6.4.1 碳三加氢反应系统的模拟 139

6.4.2 模拟结果分析 142

6.5 CO的脱除 143

6.5.1 甲烷化反应系统的模拟 143

6.5.2 模拟结果分析 145

6.6 脱砷 146

参考文献 146

第7章深冷分离系统 148

7.1 深冷分离系统的模拟 149

7.1.1 工艺描述 149

7.1.2 工艺流程特点 157

7.1.3 模拟说明 160

7.2 模拟结果分析 160

7.2.1 预冷段 160

7.2.2 脱甲烷系统 162

7.2.3 低温分离罐 165

7.2.4 冷箱 166

7.2.5 氢气与甲烷分离系统 167

7.2.6 碳二吸收系统 168

7.2.7 热集成精馏系统 169

7.3 气相乙烯产品输出量的变化 170

7.4 乙烯回收率 171

7.5 氢气回收率 172

参考文献 172

第8章碳二精馏系统 174

8.1 脱乙烷系统的模拟 175

8.1.1 工艺描述 175

8.1.2 工艺流程特点 177

8.1.3 模拟说明 178

8.1.4 模拟结果分析 178

8.2 乙烯精馏系统的模拟 182

8.2.1 工艺描述 182

8.2.2 工艺流程特点 186

8.2.3 模拟说明 187

8.2.4 模拟结果分析 188

8.2.5 热泵的应用 190

参考文献 190

第9章热分离系统 192

9.1 脱丙烷系统的模拟 193

9.1.1 工艺描述 193

9.1.2 工艺流程特点 196

9.1.3 模拟说明 197

9.1.4 模拟结果分析 197

9.1.5 聚合和阻聚 200

9.2 丙烯精馏系统的模拟 201

9.2.1 工艺描述 201

9.2.2 工艺流程特点 204

9.2.3 模拟说明 206

9.2.4 模拟结果分析 206

9.3 脱丁烷及汽油系统的模拟 208

9.3.1 工艺描述 208

9.3.2 工艺流程特点 210

9.3.3 模拟说明 210

9.3.4 模拟结果分析 211

9.3.5 增殖聚合和鉴别 213

参考文献 215

第10章制冷系统 216

10.1 丙烯制冷系统的模拟 217

10.1.1 工艺描述 221

10.1.2 工艺流程特点 225

10.1.3 模拟说明 226

10.1.4 模拟结果分析 228

10.2 乙烯制冷系统的模拟 236

10.2.1 工艺描述 236

10.2.2 工艺流程特点 240

10.2.3 模拟说明 241

10.2.4 模拟结果分析 242

10.3 甲烷制冷系统的模拟 249

10.3.1 工艺描述 250

10.3.2 工艺流程特点 252

10.3.3 模拟说明 252

10.3.4 模拟结果分析 253

10.4 综合分析 256

参考文献 257

第11章公用工程及综合能耗 259

11.1 蒸汽及其凝液系统 260

11.1.1 工艺描述 260

11.1.2 模拟说明 264

11.1.3 蒸汽平衡 265

11.1.4 凝液系统 267

11.1.5 蒸汽系统个性化 267

11.2 循环水系统 267

11.2.1 概述 267

11.2.2 循环水消耗量 269

11.3 分离系统综合能耗 270

11.3.1 电消耗量 270

11.3.2 综合能耗 270

11.4 总体评价 271

参考文献 272

附录设备位号编制说明 273

后记 284
内容简介:
本书从乙烯装置分离过程模拟涉及的基础物性方法和模型出发，基于1200kt·a-1乙烯装置的重质裂解原料和轻质裂解原料两个模拟基础工况，用Aspen Plus V8.8模拟研究乙烯装置自汽油分馏塔系统接收裂解炉区废热锅炉出口的裂解气始至脱丁烷塔采出碳四馏分和粗裂解汽油组分止的分离流程。全流程模拟研究三种典型分离技术的分离过程，侧重于概括顺序分离后加氢、前脱乙烷前加氢和前脱丙烷前加氢三种分离技术的特点与差异，分析其模拟计算结果，并在模拟计算公用工程消耗的基础上比较这三种分离技术的综合能耗，有利于乙烯设计和生产者等更加透彻地理解不同的乙烯分离技术。
本书特别适用于乙烯生产单位开展乙烯分离技术培训和乙烯分离过程模拟，还适合设计单位开展乙烯装置的分离工艺包优化设计工作。可供乙烯行业设计、科研开发和生产技术人员，以及高等院校热能或化工类专业师生参考阅读。
作者简介:
卢光明，中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司科技信息处，副处长、教授级高级工程师，著者自1987年工作以来，一直在独山子石化公司技术部门从事炼化一体化生产技术工作，主要在科技攻关、技术改造、科研开发、规划发展和发明创新等方面积累炼化专业知识，历任科技管理科科长、新产品管理科科长、技术管理科科长、副主任工程师、主任工程师、副处长。独立撰写炼化科技论文18篇，取得科技进步成果11项。在解决工艺技术难题的过程中，善于改进创新，已获得授权的发明专利3项、实用新型专利2项，其中与乙烯装置工艺技术有关的专利4项。从事乙烯工艺技术工作28年来，既消化掌握了乙烯装置技术，又积累了大量乙烯装置生产运行操作经验，特别是较深入研究掌握了顺序分离、前脱乙烷和前脱丙烷分离三种乙烯分离技术。
目录:
第1章绪论 001

1.1 概述 002

1.2 乙烯装置常用的传质分离过程 003

1.2.1 平衡分离过程 003

1.2.2 机械分离过程 007

1.2.3 速率分离过程 007

1.3 本书的主要任务和内容 007

参考文献 009

第2章物性方法和模型 011

2.1 Aspen Plus?推荐的物性方法和模型 012

2.2 有关基本概念 013

2.2.1 理想气体 013

2.2.2 临界常数 013

2.2.3 压缩因子和偏心因子 014

2.2.4 汽液相平衡 014

2.2.5 理想溶液 015

2.3 热力学性质方法和模型 016

2.3.1 立方型状态方程 016

2.3.2 液体逸度关联式 020

2.3.3 蒸汽表 020

2.4 传递性质方法和模型 020

参考文献 021

第3章模拟基础 022

3.1 裂解原料性质 023

3.2 裂解原料的产物分布 023

3.3 乙烯装置工况 026

3.4 裂解气参数 027

3.5 统一规定 028

参考文献 033

第4章急冷系统 034

4.1 急冷系统的模拟 035

4.1.1 汽油分馏塔和急冷水塔系统模拟 036

4.1.2 稀释蒸汽发生系统模拟 047

4.2 物料和热量平衡 052

4.2.1 物料平衡 052

4.2.2 热量平衡 054

4.3 汽油分馏塔系统 056

4.3.1 高中温热回收 057

4.3.2 结垢和阻垢 060

4.3.3 急冷油黏度升高机理与减黏 069

4.3.4 除焦 073

4.3.5 典型案例分析 073

4.4 急冷水塔系统 076

4.4.1 低温热回收 076

4.4.2 粗裂解汽油不足 079

4.4.3 乳化与破乳 081

4.5 稀释蒸汽发生系统 082

参考文献 083

第5章裂解气的压缩 086

5.1 热力学参数 087

5.2 主要性能参数 088

5.2.1 流量 088

5.2.2 压缩比 088

5.2.3 能量头 088

5.2.4 多变效率 089

5.3 压缩过程的模拟 089

5.3.1 工艺描述 089

5.3.2 工艺流程特点 094

5.3.3 模拟说明 095

5.3.4 模拟结果分析 095

5.4 结垢及腐蚀机理 102

5.4.1 结垢及腐蚀位置 103

5.4.2 化学机理 104

5.4.3 腐蚀 106

5.4.4 物理夹带 106

5.4.5 溶解力 107

5.5 结垢控制与防腐 107

5.5.1 注洗油 107

5.5.2 注水 109

5.5.3 注化学助剂 110

5.5.4 涂层 111

5.5.5 其它方法 112

5.6 有关工艺参数 113

5.6.1 裂解气摩尔质量 113

5.6.2 一段入口的体积流量 114

5.6.3 一段入口压力 115

5.6.4 末段出口压力 116

5.6.5 每段允许的出口温度 117

5.6.6 段间的压力降 117

5.6.7 其它参数 117

参考文献 118

第6章裂解气的净化 120

6.1 酸性气体的脱除 121

6.1.1 碱洗系统的模拟 121

6.1.2 模拟结果分析 125

6.1.3 黄油生成和抑制 126

6.2 干燥 128

6.2.1 模拟说明 129

6.2.2 裂解气的干燥 129

6.2.3 裂解气凝液的干燥 130

6.2.4 碳二组分的干燥与裂解气的保护干燥 131

6.2.5 碳三组分的干燥 132

6.2.6 氢气的干燥 132

6.3 乙炔的脱除 133

6.3.1 碳二加氢反应系统的模拟 133

6.3.2 模拟结果分析 137

6.4 甲基乙炔和丙二烯的脱除 139

6.4.1 碳三加氢反应系统的模拟 139

6.4.2 模拟结果分析 142

6.5 CO的脱除 143

6.5.1 甲烷化反应系统的模拟 143

6.5.2 模拟结果分析 145

6.6 脱砷 146

参考文献 146

第7章深冷分离系统 148

7.1 深冷分离系统的模拟 149

7.1.1 工艺描述 149

7.1.2 工艺流程特点 157

7.1.3 模拟说明 160

7.2 模拟结果分析 160

7.2.1 预冷段 160

7.2.2 脱甲烷系统 162

7.2.3 低温分离罐 165

7.2.4 冷箱 166

7.2.5 氢气与甲烷分离系统 167

7.2.6 碳二吸收系统 168

7.2.7 热集成精馏系统 169

7.3 气相乙烯产品输出量的变化 170

7.4 乙烯回收率 171

7.5 氢气回收率 172

参考文献 172

第8章碳二精馏系统 174

8.1 脱乙烷系统的模拟 175

8.1.1 工艺描述 175

8.1.2 工艺流程特点 177

8.1.3 模拟说明 178

8.1.4 模拟结果分析 178

8.2 乙烯精馏系统的模拟 182

8.2.1 工艺描述 182

8.2.2 工艺流程特点 186

8.2.3 模拟说明 187

8.2.4 模拟结果分析 188

8.2.5 热泵的应用 190

参考文献 190

第9章热分离系统 192

9.1 脱丙烷系统的模拟 193

9.1.1 工艺描述 193

9.1.2 工艺流程特点 196

9.1.3 模拟说明 197

9.1.4 模拟结果分析 197

9.1.5 聚合和阻聚 200

9.2 丙烯精馏系统的模拟 201

9.2.1 工艺描述 201

9.2.2 工艺流程特点 204

9.2.3 模拟说明 206

9.2.4 模拟结果分析 206

9.3 脱丁烷及汽油系统的模拟 208

9.3.1 工艺描述 208

9.3.2 工艺流程特点 210

9.3.3 模拟说明 210

9.3.4 模拟结果分析 211

9.3.5 增殖聚合和鉴别 213

参考文献 215

第10章制冷系统 216

10.1 丙烯制冷系统的模拟 217

10.1.1 工艺描述 221

10.1.2 工艺流程特点 225

10.1.3 模拟说明 226

10.1.4 模拟结果分析 228

10.2 乙烯制冷系统的模拟 236

10.2.1 工艺描述 236

10.2.2 工艺流程特点 240

10.2.3 模拟说明 241

10.2.4 模拟结果分析 242

10.3 甲烷制冷系统的模拟 249

10.3.1 工艺描述 250

10.3.2 工艺流程特点 252

10.3.3 模拟说明 252

10.3.4 模拟结果分析 253

10.4 综合分析 256

参考文献 257

第11章公用工程及综合能耗 259

11.1 蒸汽及其凝液系统 260

11.1.1 工艺描述 260

11.1.2 模拟说明 264

11.1.3 蒸汽平衡 265

11.1.4 凝液系统 267

11.1.5 蒸汽系统个性化 267

11.2 循环水系统 267

11.2.1 概述 267

11.2.2 循环水消耗量 269

11.3 分离系统综合能耗 270

11.3.1 电消耗量 270

11.3.2 综合能耗 270

11.4 总体评价 271

参考文献 272

附录设备位号编制说明 273

后记 284

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