年产30万吨乙烯装置模型

1、规格尺寸：模型本体3600*2400×1400mm，其他系统设备按比例加工；品牌:天宇仿真；

2、模型组成及原理展示：

1裂解部分

1原料供给和预热系统

原料气从贮罐1经预热器与过热的急冷水和急冷油热交换后进入裂解炉5的预热段。原料的供给必须保持连续、稳定，否则直接影响裂解操作的稳定性，甚至油毁坏炉管的危险。因此原料泵需有备用泵及自动切换装置。

2裂解和高压水蒸气系统

预热过的原料进入对流段，经初步预热后与稀释水蒸气混合，再进入裂解炉的第二预热段预热到一定温度，然后进入裂解炉的辐射室进行裂解，急冷锅炉的给水先在对流段预热并局部汽化后进入高压汽包3，靠自然对流流入急冷锅炉2中，产生11MPa的高压水蒸气系统，炉管出口的高温裂解气迅速进入急冷器4和油洗塔6。(汽油初分馏塔)

3急冷和燃料油系统

裂解气在急冷器4中用急冷油直接喷淋冷却，然后与急冷油一起进入油洗塔6，塔顶出来的裂解气为氢、气态烃和裂解气以及稀释蒸汽和酸性气体。自油洗塔塔釜出来的重质燃料油，大部分用作循环急冷油。循环急冷油分两股进行冷却，一股用来预热原料乙烷之后，返回油洗塔的中段回流，另一股用来发生低压稀释蒸汽，急冷油本身被冷却后则送至急冷器作为急冷介质，对裂解气进行冷却。

4急冷水和稀释水蒸气系统

在油洗塔6中脱除重组分后的裂解气，由塔顶采出进入水洗塔7，塔顶和中段用急冷水喷淋，使裂解气冷却，其中一部分稀释水蒸气和裂解气冷凝下来，冷凝下来的油水混合物由塔釜引至油水分离器10，分离出来的水一部分供工艺加热用，冷却后的水再经急冷水冷却器冷却后，分别作为水洗塔7的塔顶和中段回流，此部分的水称为急冷循环水，另一部分相当于稀释水蒸气的水量，工艺水由泵P3经过滤器9送入气堤塔8，将工艺水中的轻烃气堤后回水洗塔7，保证塔釜水中含油少于10-4。此工艺水进入蒸汽发生器汽包11 (先经急冷水预热器和排污水预热器预热)。再分别由中压蒸汽加热器和急冷油加热器加热，气化产生稀释水蒸气，经汽液分离后再送入裂解炉5。这种稀释水蒸气循环使用，既节约了新鲜的锅炉给水，又减少了污水的排放量，裂解气经过离心式压缩机一、二、三段压缩，压力达到1.0MPa，送入碱洗塔，脱去H2S、CO2等酸性气体。碱洗后的裂解气经过压缩机的四、五段压缩，压力达到3.7MPa，经冷却至288K，去干燥用3A分子筛脱水，使裂解气的露点、温度达203K左右。

2压缩部分与分离部分

裂解气经离心式压缩机进入一段吸入罐，经冷却循环泵冷却后进入二段吸入罐，段与段之间设置冷却器，不仅可以节省能量，降低压缩功消耗，而且可以在段与段间分离出相当量的水分和重质烃，从而减少后续干燥及低温分离的负担。经冷却后进入三段吸入罐，冷却后的重烃去脱丁烷塔，从三段出来的轻烃达到一定的压力，再送入碱洗塔18，脱去H2S，CO2等酸性气体，碱洗后的裂解气经压缩机的四、五段压缩，经循环冷却器冷却后去干燥器19用分子筛脱水，干燥后的裂解气经过一系列冷却，在冷箱20中分出富氢和三股馏分，富氢经过甲烷化，作为加氢用氢气，三股馏分进入脱甲烷塔21的不同塔板，轻馏分温度低，进入上层塔板，重馏分的温度高，进入下层塔板，脱甲烷塔塔顶脱去甲烷馏分。塔釜液是C2以上馏分，进入脱乙烷塔22，塔顶分出C2馏分，塔釜液为C3以上馏分。由脱乙烷塔塔顶来的C2馏分经过换热升温，进行气相加氢脱乙炔，在绿油塔24用乙烯塔来的侧线馏分洗去绿油，然后送去乙烯塔25。在乙烯塔的上部第八块塔板侧线引出纯度99.9﹪的乙烯产品。塔釜液为乙烷馏分，送回裂解炉作裂解原料，塔顶脱出甲烷，氢用作燃料返回裂解炉。

4裂解部分工艺流程简述

1裂解部分的工艺流程

包括原料供给和预热、对流段、辐射段、高温裂解气的急冷和热量回收等几部分。

2裂解原料预热和稀释蒸汽注入

裂解原料主要在对流段预热，为减少燃料消耗，也常常在进入对流段之前利用低位能热源进行预热。

裂解原料预热到一定程度后，需在裂解原料中注人稀释蒸汽。稀释蒸汽注入的方式大致分为原料进入对流段之前注入，原料在对流段中预热到一定温度后注入和二次注入(原料先注入部分稀释蒸汽，在对流段中预热至一定程度后，再次注入经对流段预热后的稀释蒸汽)等。

3辐射段

烃和稀释蒸汽混合物在对流段预热至物料横跨温度(指裂解原料和稀释蒸汽混合物在对流段预热的出口温度，也是辐射段的人口温度)后进入辐射盘管，辐射盘管在辐射段内用高温燃烧气体加热，使裂解原料在管内进行裂解。

4对流段

管式裂解炉的对流段用于回收烟气热量，回收的烟气热量主要用于预热裂解原料和稀释蒸汽，使裂解原料汽化并过热至裂解反应起始温度后，进入辐射段加热进行裂解。此外，根据热量平衡也可在对流段进行锅炉给水的预热、助燃空气的预热和超高压蒸汽的过热。

5高温裂解气的急冷和热量回收

从裂解炉出来的高温裂解气体，通过急冷锅炉迅速降低温度而终止化学反应，并用来回收高温热量以发生高压蒸汽。因此，急冷锅炉运行的好坏，直接影响乙烯装置的蒸汽平衡。另外，由于急冷锅炉的运行周期和裂解炉的运行周期是互为牵制的，所以应延长急冷锅炉的运行周期，以提高乙烯产量。

裂解炉辐射盘管出口的高温裂解气达800℃以上，为抑制二次反应的发生，需将辐射盘管出口的高温裂解气快速冷却。急冷的方法有两种，一是用急冷泊(或急冷水)直接喷淋冷却，另一种方式是用换热器进行冷却。用换热器冷却时，可回收高温裂解气的热量而副产出高位能的高压蒸汽。该换热器被称为急冷换热器(常以TLE或TLX表示)，急冷换热器与汽包构成的发生蒸汽的系统称为急冷锅炉(或废热锅炉)。在管式炉裂解轻烃、石脑油和柴油时，都采用废热锅炉冷却裂解气并副产高压蒸汽。经废热锅炉冷却后的裂解气温度尚在400℃以上，此时可再由急冷油直接喷淋冷却。

为防止急冷换热器结焦，废热锅炉出口温度要高于裂解气的露点，裂解原料愈重，废热锅炉终期出口温度愈高。因此，根据裂解原料的情况，废热锅炉可采用一级急冷、二级急冷、三级急冷等不同方式。

5裂解炉

1管式裂解炉的构成

裂解炉是烃类裂解的主要设备。管式裂解炉从外型看，可分为方箱式炉、立式炉、门式炉、梯台式炉等；按炉管布置方式看，有横管式和竖管式；按燃烧方式可分为直焰式、无焰辐射式和附墙火焰式3按烧嘴位置看，有底部燃烧、侧壁燃烧、顶部燃烧和底部侧壁联合燃烧等。

裂解炉主要由对流段和辐射段两部分组成。裂解原料和稀释蒸汽先进入对流段炉管内被加热升温，然后进入辐射段炉管内发生裂解反应，生成的裂解气从炉管出来，离开炉子立刻急冷。燃料在烧嘴燃烧后生成高温燃料气，先经辐射段，然后再经对流段，烟道气从烟囱排空。

辐射段传热量约占全炉热负荷的70％～80％，是全炉的核心部分，裂解反应也主要在辐射段炉管内进行。对流段则为利用烟道气余热而设，对流段充分利用热量对提高炉子的热效率有很大作用。

由于竖管裂解炉与横管裂解炉比，有如下优点：热辐射均匀，热强度大；炉管吊架隐蔽在炉顶耐火材料深处，因此，不致因吊架材质而限制炉膛温度的提高；由于炉管自由悬挂，可随温度变化而自由胀缩，因此传热的极限仅取决于炉管本身材质耐温性能；简单的辐射炉膛内可放下任意程数的炉管，而不受炉子支持高度的限制等。因此近代的管式裂解炉都是竖管式。

2辐射管

如前所述，烃类裂解在高温、短停留时间、低烃分压的条件下进行，有利于烯烃的生产。因此，在考虑裂解炉辐射管结构时，都从管径、路数和管长等方面来满足裂解反应的需要。

在反应初期，从压力降来看，由于反应转化率尚低，管内流体体积增大不多，以致线速度增大不多，由于管径小而引起的压力降不严重；从热强度来看，由于原料升温，转化率增长快，需要大量吸热，故要求热强度大，管径小可使·比表面积增大，可满足热强度的要求；从结焦趋势看，由于转化率尚低，二次反应尚不能发生，不致结焦，允许管径小一些。

在反应后期，从压力降来看，由于此时转化率较高，管内流体体积增大较多，以致线速度增大较多，管径小而引起压力降严重，故采用较大管径为宜；从热强度来看，由于转化率已较高，对热强度要求不高，管径大一些，对传热的影响不显著；从结焦趋势看，由于转化率较高，二次反应开始进行，结焦可能性较大，用较大管径可延长操作周期。

3、模型材质：进口有机玻璃、进口UHU、 PVC工程塑料、金属构件、钢材、钢管、进口哑光烤漆、灯光演示系统、软件控制系统、控制柜、。

4、模型各系统主要技术参数要求：

1)乙烯装置模型整体系统布局完整，内容全面，比例正确，爆破本体内部结构详细、分色、细节要求体现到螺丝螺帽；钢材、钢管等采用数控激光切割机加工，各零部件采用焊接组成，采用角磨机打磨成型；表面防锈处理、漆面为哑光汽车烤漆；剖视结构处纵横面板材厚实度采用分色标识；整体感为一微缩剖视版“室内仿真工厂”；

2) 要求达到仿真实训的目的；可就各类部件；

3）为方便展示内容系统，及控制模型的动态演示灯光流程；控制柜安装在模型台座右前侧，总体模型显得干净而不杂乱；本系统全景展示了整体机构与演示原理，用剖示与数字软件系统方法诠释了设备系统的主要结构内容，并以电控按钮作为控制器，用流动灯光、光学材料、电动旋转的方法动态演示了各主要系统的工作过程。

4）模型整体透明结构展示，便于师生更充分了解设备整体构造，设备与设备之间才有有机玻璃管道链接内设有LED灯光显示介质流向。

5、参考图片：