乙烯装置分离工艺与工程

图书标准信息

• 作者 王振维 主编；王子宗
• 出版社 中国石化出版社有限公司
• 出版时间 2023-01
• 版次 1
• ISBN 9787511469090
• 定价 780.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 1232页
• 字数 1838千字

【内容简介】

本书包括25章，从乙烯原料、裂解气组成、工艺原理及工艺技术、附属设施及公用工程、单元设计、仪表及装置智能化、动静设备和材料、电气、配管布置和应力分析、催化剂、节能及安全环保、装置开停车等方面对乙烯装置分离工艺与工程做了全面系统的论述，是几代乙烯技术研发、设计和生产操作人员的智慧结晶，填补了我国在该领域的空白。 本书对从事乙烯工业的科研人员、设计人员、生产技术与操作人员、项目规划人员以及大专院校相关师生等都具有很高的参考价值。

【作者简介】

王子宗，中国石化副总工程师，长期从事石化工艺与工程技术研发、工程设计、成套技术产业化及智能化提升工作，是石化工程领域的领军人物之一。王振维，中国石化高级专家，石油和化工行业工程勘察设计大师，正高级工程师。长期从事低碳烯烃工艺与工程技术研发、工程设计及智能化提升工作，是烯烃技术研发与工程方面的领军人物之一，进行了多项国家课题和中国石化重大课题的技术攻关。

【目录】

第一章概论（1）

第一节国外分离技术发展（7）

第二节国内分离技术发展（11）

一、发展历史（11）

二、中国石化LECT技术（14）

三、中国石化ART技术（17）

四、中国石化AERP技术（21）

五、双塔前脱乙烷技术（23）

六、中国石油乙烯分离技术（24）

第三节分离流程选择（25）

一、不同流程分析与比较（25）

二、分离流程的选择（27）

参考文献（28）

第二章裂解原料及裂解气组成（29）

第一节裂解原料的性质与裂解性能（29）

一、天然产品（29）

二、加工产品（33）

第二节裂解原料的发展趋势（42）

第三节裂解气中杂质及影响（42）

一、酸性气体（43）

二、NOx（44）

三、有机硫（44）

四、汞（45）

五、砷（45）

六、N2和O2（45）

七、甲醇（46）

八、MTBE（46）

九、水和CO（46）

第四节原料结构变化对乙烯装置的影响（47）

一、典型原料的产品结构（47）

二、裂解单元（47）

三、急冷单元（48）

四、裂解气压缩单元（48）

五、冷分离单元（49）

六、热分离单元（50）

七、制冷单元（50）

参考文献（51）

第三章急冷系统工艺与设计（52）

第一节原料预热（55）

一、轻烃原料预热系统（55）

二、液体原料预热系统（55）

三、原料预硫化（55）

第二节汽油分馏塔及急冷油减黏（55）

一、工艺原理及流程（55）

二、工艺参数与控制（59）

三、急冷油黏度控制方法及减黏塔（64）

四、汽油分馏塔设计（77）

五、结焦及除焦方法（83）

六、轻燃料油汽提塔及燃料油产品外送（88）

第三节急冷水塔及稀释蒸汽系统（89）

一、工艺原理及流程（89）

二、控制与操作（91）

三、急冷水塔设计（96）

四、工艺水及稀释蒸汽发生系统设计（99）

第四节急冷系统模拟计算（111）

一、急冷系统模拟计算存在的问题（111）

二、热力学方法（112）

三、裂解气中重组分的表征（112）

四、模拟过程中的特殊处理（116）

参考文献（116）

第四章裂解气压缩及酸性气脱除系统（119）

第一节压缩工艺原理及流程（119）

一、原理（119）

二、顺序分离流程（120）

三、前脱丙烷流程前加氢（123）

四、前脱乙烷流程（138）

第二节压缩机结焦及控制方法（143）

一、引言（143）

二、裂解气压缩机段间换热器的腐蚀（143）

三、聚合物形成的聚合机理（144）

四、聚合种类（146）

五、裂解气压缩系统防结垢的应对措施（147）

第三节酸性气脱除原理及流程（152）

一、酸性气的产生及影响（152）

二、酸性气脱除技术（153）

三、黄油的产生及对装置的影响（161）

第四节废碱处理（163）

一、废碱液的预处理（163）

二、废碱处理技术（165）

第五节裂解气干燥及再生系统（181）

一、裂解气干燥（181）

二、乙烯装置中的干燥器（182）

三、干燥吸附剂（185）

四、干燥器的顺序控制（190）

五、干燥系统的特殊工况（192）

六、裂解气干燥脱水的典型操作示例（192）

第六节裂解气压缩系统控制（193）

一、压缩机性能曲线（193）

二、裂解气压缩系统的工艺控制（194）

三、裂解气压缩系统的防喘振控制（196）

四、裂解气压缩系统的反转问题（198）

参考文献（199）

第五章前冷及脱甲烷系统（201）

第一节工艺原理及流程（201）

一、顺序分离流程（201）

二、前脱乙烷流程（205）

三、前脱丙烷流程（210）

第二节控制与操作（218）

一、前脱丙烷前加氢技术前冷及脱甲烷系统（218）

二、前脱乙烷前加氢技术深冷及脱甲烷系统（224）

三、顺序分离技术深冷及脱甲烷系统（229）

第三节冷箱工艺设计（230）

一、冷箱设计要求（230）

二、冷箱在深冷系统应用（232）

三、冷箱开车注意事项（236）

四、冷箱冻堵原因分析（237）

五、NOx的来源及危害（238）

六、汞腐蚀机理（243）

七、冷箱设备配管要求（245）

第四节塔设计（248）

一、脱甲烷塔（248）

二、乙烯回收塔（250）

三、分凝分馏塔（252）

四、分凝分离器（253）

五、热集成精馏系统（254）

第五节膨胀/再压缩机及尾气压缩机（257）

一、膨胀/再压缩机（257）

二、尾气压缩机（258）

三、甲烷制冷压缩机（259）

参考文献（262）

第六章碳二分离系统（263）

第一节工艺原理及流程（263）

一、顺序分离流程（263）

二、前脱丙烷分离流程（265）

三、前脱乙烷分离流程（270）

第二节控制与操作（273）

一、顺序分离流程（273）

二、前脱丙烷分离流程（276）

三、前脱乙烷分离流程（280）

第三节脱乙烷塔设计（285）

一、概述（285）

二、工艺参数选取及分离控制指标（285）

三、乙烯装置原料结构变化对脱乙烷塔的影响（286）

四、脱乙烷塔负荷分布及塔板温度变化曲线（286）

五、双塔脱乙烷技术（287）

六、间壁精馏脱乙烷技术（287）

第四节乙烯精馏塔设计（288）

一、概述（288）

二、乙烯塔的设计方案（289）

三、乙烯装置原料结构变化对乙烯精馏塔的影响（293）

四、乙烯塔的不凝气脱除（294）

五、乙烯塔堵塞问题（294）

第五节应用全馏分加氢和产品加氢的碳二系统（295）

一、概述（295）

二、全馏分加氢工艺（295）

三、产品加氢工艺（296）

四、部分馏分加氢工艺（299）

参考文献（300）

第七章热分离系统（302）

第一节工艺原理及流程（302）

一、脱丙烷塔系统（302）

二、碳三加氢系统（303）

三、丙烯精馏系统（307）

四、脱丁烷塔系统（310）

第二节控制及操作（311）

一、脱丙烷塔系统（311）

二、碳三加氢系统（313）

三、丙烯精馏系统（314）

四、脱丁烷塔系统（315）

第三节脱丙烷塔设计（315）

一、前脱丙烷流程脱丙烷塔的设计（315）

二、后脱丙烷流程脱丙烷塔的设计（317）

三、裂解原料对脱丙烷塔釜温的影响（320）

四、脱丙烷塔再沸器结焦问题讨论（321）

第四节碳三加氢系统设计（322）

一、反应器内件设计（322）

二、碳三加氢催化剂的毒物和机理（322）

三、反应器日常维护和操作要求（323）

第五节丙烯精馏塔设计（324）

一、丙烯精馏塔的设计（324）

二、丙烯精馏系统运行状况分析（324）

第六节脱丁烷塔设计（326）

一、脱丁烷塔的设计（326）

二、脱丁烷塔结焦问题讨论（327）

参考文献（329）

第八章制冷系统（330）

第一节概述（330）

一、制冷循环过程（330）

二、制冷剂性质（330）

第二节制冷原理（331）

一、等焓节流（331）

二、制冷循环原理（334）

三、复叠制冷（336）

四、混合冷剂（336）

五、热泵（337）

六、冷量用户换热方式（339）

七、防喘振线（339）

第三节乙烯制冷（341）

一、密闭乙烯制冷系统（342）

二、开式乙烯热泵/制冷系统（343）

第四节丙烯制冷（346）

一、密闭丙烯制冷系统（347）

二、丙烯热泵/制冷系统（349）

第五节二元制冷（349）

第六节三元制冷（350）

一、某改造装置三元制冷系统（351）

二、某新建装置三元制冷系统（352）

第七节LNG冷量利用（354）

一、技术现状（354）

二、LNG冷量的直接利用技术（355）

三、LNG冷量的间接利用技术（356）

第八节低温乙烷、丙烷冷量利用（357）

一、概述（357）

二、乙烷裂解装置中低温乙烷冷量的利用（358）

三、低温乙烷/丙烷作为补充原料的冷量利用（359）

四、装置改造中低温乙烷冷量利用一（361）

五、装置改造中低温乙烷冷量利用二（362）

六、以丙烷为主的装置的原料冷量利用（363）

参考文献（364）

第九章附属设施及公用工程（365）

第一节蒸汽及冷凝水系统（365）

一、蒸汽参数、分级（365）

二、除氧给水系统（370）

三、乙烯装置蒸汽管网及冷凝水收集系统设计（372）

第二节火炬系统（377）

一、装置内排放系统（377）

二、高架火炬（384）

三、地面火炬（391）

第三节给排水系统（396）

一、原水系统（396）

二、冷却水系统（397）

三、生活给水系统（406）

四、生产给水系统（406）

五、排水系统（406）

六、给排水管道布置及材料选用（409）

第四节消防系统（410）

一、乙烯装置火灾危险性特点及分析（410）

二、乙烯装置消防水系统设计（415）

第五节燃料系统（420）

一、燃料的用户（420）

二、燃料气系统的设备及流程（421）

三、燃料平衡（421）

四、燃料系统节能措施（423）

参考文献（423）

第十章乙烯产品储存和运输（424）

第一节球罐（425）

一、工艺技术（425）

二、储存系统（427）

三、安全防护及设施（430）

第二节常压低温储罐（430）

一、低温罐类型及选择（431）

二、低温罐储存原理及流程（435）

三、主要设备（437）

四、控制及操作（438）

第三节乙烯输送系统（439）

一、低温船运输（439）

二、槽车运输（441）

参考文献（443）

第十一章分析化验（444）

第一节石油化工中心化验室发展历程和趋势（444）

一、中心化验室设计模式的改革（444）

二、新建中心化验室的特点和发展趋势（445）

第二节乙烯装置分离工艺部分对取样分析的要求（446）

第三节原料预热及急冷系统（447）

一、原料预热及急冷系统典型取样分析项目（447）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（449）

第四节压缩及前脱丙烷前加氢系统（461）

一、压缩及前脱丙烷前加氢系统典型取样分析项目（461）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（464）

第五节冷分离系统（475）

一、冷分离系统典型取样分析项目（475）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（477）

第六节热分离系统（482）

一、热分离系统典型取样分析项目（482）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（486）

第七节乙烯精馏塔和热泵制冷压缩系统（495）

一、乙烯精馏塔和热泵制冷压缩系统典型取样分析项目（495）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（497）

第八节丙烯制冷系统（500）

一、丙烯制冷系统典型取样分析项目（500）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（500）

第九节其他分析（501）

一、其他典型取样分析项目（501）

二、取样分析的目的、分析方法的选择和仪器配置的建议（502）

参考文献（503）

第十二章节能与环保（504）

第一节节能（504）

一、各专利商的节能技术（505）

二、通用节能措施（509）

三、特殊节能技术和节能措施（512）

第二节环保（522）

一、污染物排放（522）

二、污染治理措施（525）

三、排放标准（526）

参考文献（528）

第十三章安全、健康与卫生（529）

第一节概述（529）

第二节危险性分析（529）

一、物质的危险性（529）

二、泄漏（531）

三、火灾、爆炸（531）

四、中毒（533）

五、其他危害（533）

第三节安全与职业病防控措施（534）

一、防泄漏（534）

二、防火、防爆（537）

三、防中毒（539）

四、其他防控措施（540）

参考文献（540）

第十四章控制与仪表（542）

第一节概述（542）

第二节控制系统与仪表选型（542）

一、乙烯工厂管控一体化架构（542）

二、过程控制系统（543）

三、仪表选型（546）

第三节过程控制与紧急停车方案（550）

一、过程控制方案（550）

二、紧急停车联锁方案（560）

第四节控制系统设计（562）

一、集成控制系统网络架构（562）

二、控制系统组态（564）

三、现场总线控制系统在乙烯装置中的应用（564）

第五节先进过程控制与实时优化（567）

一、概述（567）

二、先进控制与实时优化的基本原理（567）

三、先进控制与实时优化技术简介（568）

四、乙烯装置先进控制与实时优化设计（569）

五、乙烯装置先进控制与优化实例（572）

第六节乙烯装置智能化（574）

一、技术背景（574）

二、发展态势（575）

三、乙烯装置智能化关键技术进展（576）

四、未来发展展望（579）

参考文献（580）

第十五章电气（581）

第一节概述（581）

第二节供配电（581）

一、配电系统设置（581）

二、应急电源、不间断电源（588）

三、电源故障和分批再启动（589）

第三节变电所设置（591）

一、负荷分配原则（591）

二、所址选择（591）

三、变电所的形式和建筑布置（592）

四、配电装置的布置（592）

五、对建筑物的要求（592）

六、抗震措施（593）

七、变电站微机综合自动化系统（593）

八、电气作业安全管控一体化系统（593）

第四节爆炸危险区与电气设备选型（597）

一、爆炸危险区（597）

二、防爆设备选型及供电（600）

第五节防雷与接地（600）

一、一般原则（600）

二、常用工频接地电阻值（600）

三、建构筑物的防雷分类（601）

四、户外装置区防雷（601）

五、压缩机厂房防雷（603）

六、变电所、机柜间防雷（604）

七、防静电接地（604）

第六节节能与减碳（605）

一、节能的主要措施（605）

二、“双碳”背景下的技术发展（605）

参考文献（607）

第十六章乙烯装置设备布置与配管（608）

第一节设备布置（608）

一、装置总平面布置（608）

二、急冷区设备布置（613）

三、压缩区设备布置（615）

四、冷区设备布置（618）

五、热区设备布置（620）

第二节管道布置（622）

一、管道布置一般规定（622）

二、管廊上管道布置（623）

三、急冷油系统管道布置（624）

四、反应器和干燥器管道布置（626）

五、压缩机管道布置（626）

六、汽轮机蒸汽管道布置（627）

七、段间换热器管道布置（629）

八、冷箱管道布置（630）

九、丙烯塔系统管道布置（633）

第三节管道材料设计（634）

一、乙烯装置管道材料选用概述（634）

二、乙烯装置的管道连接（637）

三、乙烯装置的阀门选用（638）

四、管道特殊件选用（641）

五、乙烯装置管道材料等级规定（642）

第四节管道应力分析（650）

一、管道应力分析的安全评定（650）

二、设备接管许用外载荷（650）

三、管道支吊架的分类（651）

四、关键管线的应力分析（653）

参考文献（656）

第十七章分离系统开停工、正常运行操作与异常事故处理（657）

第一节开工操作（657）

一、急冷单元开车操作（657）

二、压缩单元开车操作（663）

三、分离单元开车操作（672）

四、20000m3低温罐单元开车操作（685）

第二节停车操作（692）

一、急冷单元停车操作（692）

二、压缩单元停车操作（701）

三、分离单元停车操作（707）

第三节正常运行（711）

一、急冷单元正常运行操作（711）

二、压缩单元正常运行操作（716）

三、分离单元正常运行操作（719）

四、低温罐单元正常运行操作（725）

第四节异常事故处理（728）

一、急冷单元不正常现象和事故处理（728）

二、压缩单元不正常现象和事故处理（731）

三、分离单元不正常现象和事故处理（740）

四、低温罐区不正常现象和事故处理（746）

第十八章塔器计算及设计（749）

第一节乙烯装置中塔器的特点（749）

第二节塔内件选型（750）

一、板式塔和填料塔的比较和选型（750）

二、各类板式塔的选型（752）

三、填料塔的选型（752）

第三节板式塔（753）

一、板式塔的分类（753）

二、塔板结构参数（756）

三、板式塔的性能指标和典型变量（757）

四、筛孔塔板（763）

五、浮阀塔板（764）

六、固定阀型塔板（772）

七、泡罩塔板（777）

八、穿流塔板（778）

九、多降液管塔板（780）

十、板式塔的设计（781）

十一、板式塔的优化设计（797）

十二、板式塔的其他辅助装置（800）

第四节填料塔（818）

一、填料塔的分类（818）

二、填料的几何特性（820）

三、填料塔的性能参数（821）

四、乙烯装置中常用的散装填料（824）

五、乙烯装置中常用的规整填料（829）

六、塔内件与辅助装置（838）

七、填料塔的设计（866）

参考文献（872）

第十九章传热计算及换热设备设计（873）

第一节管壳式热交换器（873）

一、管壳式热交换器特点（873）

二、管壳式热交换器类型（874）

三、GB/T 151热交换器（875）

四、热交换器选型导则（880）

五、热交换器的传热设计方法（881）

第二节冷凝器（888）

一、冷凝器型式和特性（888）

二、传热计算（889）

三、压降计算（893）

四、乙烯分离装置重要冷凝器（894）

第三节再沸器（895）

一、再沸器型式和特性（895）

二、传热计算（898）

三、压降计算（900）

四、乙烯分离装置重要再沸器（900）

第四节高效热交换器（901）

一、高热通量管热交换器（902）

二、高效冷凝热交换器（907）

三、螺旋折流板热交换器（910）

四、螺旋槽管热交换器（913）

五、高效热交换器应用建议（914）

第五节空冷器（915）

一、空冷器（915）

二、复合型高效空冷器（917）

第六节热交换器金属学问题（919）

参考文献（920）

第二十章流体输送设备（921）

第一节过程流体机械概述（921）

一、过程流体机械的含义（921）

二、流体机械的分类（921）

三、石油、石化行业流体机械发展趋势（922）

四、乙烯装置主要流体机械（923）

第二节压缩机（924）

一、压缩机类型及基本计算（924）

二、离心式压缩机（930）

三、活塞式压缩机（958）

四、螺杆式压缩机（968）

第三节泵（973）

一、泵的分类（973）

二、离心泵（976）

三、计量泵（987）

四、乙烯装置典型泵（989）

第四节驱动机（1002）

一、电动机（1002）

二、工业汽轮机（1004）

参考文献（1004）

第二十一章静设备（1008）

第一节概述（1008）

第二节材料选择（1008）

一、一般材料选择（1008）

二、低温材料选择（1008）

第三节塔器（1009）

一、概述（1009）

二、大高径比塔器设计（1010）

三、塔内件设计（1016）

四、塔内件支撑结构（1017）

五、大直径塔盘的防吹翻设计（1020）

六、乙烯装置中塔器的典型结构设计（1024）

七、高耸塔器的气液组合试验（1028）

八、塔器制造（1029）

第四节换热器（1030）

一、高效换热器的应用（1030）

二、换热器结构优化设计（1032）

三、波齿密封垫片的应用（1037）

第五节反应器和干燥器（1037）

一、反应器的选材（1037）

二、分析设计的应用（1038）

三、高效支撑内件的应用（1039）

第六节聚结器和急冷油旋液分离器（1040）

一、聚结器（1040）

二、急冷油旋液分离器和过滤器（1040）

第七节球罐（1042）

一、概述（1042）

二、选材（1043）

三、结构设计（1043）

四、工厂制造及现场组焊（1043）

五、分析设计应用（1045）

六、乙烯球罐的国产化过程（1047）

第八节双壳低温储罐（1048）

一、概述（1048）

二、低温罐的类型及其选择（1049）

三、乙烯低温罐的结构及材料（1051）

四、乙烯低温罐的设计（1051）

参考文献（1054）

第二十二章冷箱及板翅式换热器（1055）

第一节概述（1055）

第二节冷箱（1057）

一、冷箱工作原理（1057）

二、乙烯冷箱介绍（1057）

三、乙烯冷箱设计（1060）

第三节板翅式换热器（1064）

一、概述（1064）

二、板翅式换热器的结构特点（1065）

三、板翅式换热器的工艺设计（1071）

四、板翅式换热器的制造与检验（1073）

五、热虹吸换热器（1076）

六、乙烯装置板翅式换热器的两相流设计（1079）

第四节冷箱及板翅式换热器的安装、运行和维护（1081）

一、设备安装简述（1081）

二、设备运行（1083）

三、冷箱的日常维护（1085）

四、检修（1086）

五、经验和建议（1086）

参考文献（1088）

第二十三章催化剂（1090）

第一节乙炔选择加氢（1090）

一、概述（1090）

二、乙炔选择加氢反应的机理（1091）

三、乙炔选择加氢催化剂研究进展（1093）

四、碳二前脱丙烷前加氢催化技术（1095）

五、碳二前脱乙烷前加氢催化技术（1099）

六、碳二后加氢催化技术（1101）

第二节丙烯和丙二烯选择加氢（1103）

一、概述（1103）

二、丙烯和丙二烯选择加氢反应的机理（1103）

三、丙炔和丙二烯选择加氢催化剂研究进展（1105）

四、丙炔和丙二烯气相选择加氢催化技术（1106）

五、丙炔和丙二烯液相选择加氢催化技术（1107）

第三节甲烷化催化剂（1111）

一、甲烷化反应（1111）

二、甲烷化工艺（1113）

三、低温甲烷化反应的影响因素（1114）

四、甲烷化装置开停车注意事项（1115）

五、商业化甲烷化催化剂（1115）

第四节净化催化剂（1116）

一、脱砷催化剂（1117）

二、脱汞催化剂（1118）

三、脱磷催化剂（1120）

四、脱硫催化剂（1120）

五、结语（1121）

参考文献（1121）

第二十四章乙烯装置改扩建（1124）

第一节概述（1124）

一、改造的必要性及意义（1124）

二、改造的一般原则（1127）

第二节乙烯装置扩能50%项目简介（1127）

一、燕山石化乙烯装置改造的方案研究（1127）

二、燕山石化乙烯装置改造的主要内容（1136）

三、燕山石化乙烯装置改造效果（1141）

四、两头一尾改造模式总结（1141）

第三节百万吨级乙烯装置改造项目简介（1142）

一、概况（1142）

二、改造方案确定及改造涉及设备汇总（1142）

三、分离回收系统主要工艺设备改造说明（1144）

四、性能考核及总结（1149）

五、百万吨级乙烯装置改造成套技术推广应用（1149）

参考文献（1154）

第二十五章低碳烯烃其他生产技术（1155）

第一节丙烷脱氢制烯烃（1155）

一、移动床PDH技术（1156）

二、固定床PDH技术（1158）

三、流化床PDH技术（1159）

第二节催化裂解技术（1159）

一、DCC/CPP（1159）

二、K-COT（1170）

第三节甲醇制烯烃（1176）

一、生产技术（1176）

二、工艺流程简介（1178）

三、经济性及前景展望（1184）

第四节甲醇制丙烯（1184）

一、反应机理（1185）

二、工艺技术简介（1186）

第五节甲烷氧化偶联制乙烯（1189）

一、技术背景（1189）

二、OCM反应机理（1190）

三、OCM反应催化剂（1190）

四、OCM反应器（1191）

五、OCM产物分离工艺（1191）

六、OCM工业应用（1192）

七、OCM技术展望（1192）

第六节由合成气制乙烯（1193）

一、技术现状（1193）

二、费托合成路线（1193）

三、合成气耦合转化制烯烃（1194）

四、结论与展望（1195）

第七节炼厂干气回收技术（1196）

一、深冷分离法（1196）

二、吸收分离法（1197）

三、吸附分离法（1202）

四、其他方法（1203）

五、小结（1203）

参考文献（1203）