45万吨/年丙烷脱氢制丙烯（PDH）装置
工艺技术规程
（UOP C3 Oleflex 工艺）
2018年11月13日
目 录
1 预处理工段 ............................................................................................. 1 2 丙烷脱氢反应工段 ................................................................................. 1 3 催化剂再生工段 ..................................................................................... 4 4 冷箱分离工段 ......................................................................................... 8 5 SHP工段 ................................................................................................. 9 6 精馏工段 ................................................................................................. 9 7 PSA工段 ............................................................................................... 10 8 全厂系统（蒸汽凝液系统） ................................................................ 12 9 丙烷低温储罐及其辅助系统 ................................................................ 12 10 中间罐区 ............................................................................................. 13 11 火炬 ..................................................................................................... 14 12 空压站及氮气辅助系统 ...................................................................... 17 13 本项目涉及的主要化学反应 .............................................................. 19
1 预处理工段
来自新鲜丙烷进料加热器（21E0601）的新鲜丙烷原料先进入进料保护床（21D0101-1/2），在此用树脂吸附剂除去氮化物和有机金属化合物。这两台保护床可以通过调整进出料管道来改变两台保护床的前后。接着丙烷原料流过汞脱除器（21D0102）除汞，然后进入进料干燥器（21D0103-1/2））以脱除原料中的水分(原料中如果含水将在分离系统结冰，就可能堵塞系统。这两台干燥器一般在系统开车时用来干燥进料，正常运行时可不用。进料干燥器装填分子筛以从丙烷中脱除水分。
进料干燥器设计为每周再生一次，再生用干燥的丙烷气来完成，丙烷在进料干燥再生蒸发器(21E0120)中用蒸汽先加热到60℃，然后用原料干燥再生过热器（21E0122）加热到232℃左右，以与丙烷进料相反的方向进入进料干燥器去再生干燥床层，然后进入进料干燥再生冷凝器(21E0102)，被冷凝后送到进料干燥再生收集器（21D0104），在此水与再生丙烷分离，丙烷用进料干燥再生泵（21P0101）输送到在线操作的干燥器入口，废水送至反应工段与含硫废液混合后一并送至含硫/盐污水处理装置处理。
2 丙烷脱氢反应工段
（1）原料预热及反应
自冷箱分离工段回收冷量后的原料丙烷送至热联合进料换热器（21E0201-1/2/3/4）内与出反应器的粗产品气进行换热进一步提高进料温度同时降低粗产品的温度。预热后的原料气中注入少量的二甲基二硫。经预热的物料经过进料加热炉（21F0201），加热至～615℃后自反应器底部进入第一反应器（21R0201），原料气穿过反应器内件与反应器顶部流下的催化剂接触后发生脱氢反应。从第一反应器出来的物料进入第一中间加热炉（21F0202）。由于脱氢反应是吸热反应，因此需要在过程中补充物料放出的热量。物料再次被加热至～622℃后进入第二反应器（21R0202）继续进行脱氢反应，之后物料依次进入第二中间加热炉（21F0203）、第三反应器（21R0203）、第三中间加热炉（21F0204）、第四反应器（21R0204），从第四反应器出来的反应粗产品再次经过热联合进料换热器中与混合原料换热回收热量后，送至反应产物压缩部分。
在反应物料依次进入反应器的同时，来自催化剂连续再生工段的净化气（从
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PSA来的经加热后的高纯氢）也从反应器的上部进入到反应器的中心“锥形塞管”内部进行连续吹扫，以尽量减少工艺气在中心“锥形塞管”内部的停留时间，防止其在此结焦或其它副反应的发生。
硫化物加注罐（21J0201）里的二甲基二硫化物用硫化物注入泵（21P0207-1/2/3）分别在混合进料进入热联合进料换热器前后注入其中。目的是为了保持加热炉及反应器内的不锈钢表面上形成铬的硫化层，以免不锈钢渗碳以及减少丙烷原料热裂解成乙烷和甲烷。同时，在本设计仍保留向反应器注水的管线作为备用，可以把少量水注入到反应器的入口中帮助扩展催化剂的稳定性和减少催化剂上的焦的形成。注入水采用蒸汽凝液，使用洗涤水补充泵（21P0209-1/2）注入。
（2）反应产物压缩
经回收热量的反应产物首先进入反应流出物冷却器（21E0202-1/2）中进一步冷却至～42℃, 随后进入反应流出物压缩机进口分离器（21D0201），罐顶的气相进入反应流出物压缩机第一段（21K0201），经压缩机绝热压缩后的气体温度升高，被送入反应流出物压缩机第一级间冷却器（21E0203）进行冷却，然后再进入反应流出物压缩机第一级间分离器(21D0202),罐顶的气相随后依次进入反应流出物压缩机第二段进行压缩，进入反应流出物压缩机第二级间冷却器（21E0204）冷却，再进入反应流出物压缩机第二级间分离器(21D0203)，最后罐顶的气相进入反应流出物压缩机第三段压缩。经压缩升压的粗产品压力～36MPaG，温度～110℃自第三段压缩出口物料送去精馏工段脱丙烷塔进料预热器(21E0603)与脱丙烷塔进料换热以回收热量后温度～65℃，然后再进入反应流出物压缩机出口冷却器（21E0205）进一步冷却至～42℃，经反应流出物压缩机出口分离器(21D0204)后，罐顶的气相送去反应产品后处理部分进行除氯、除硫及干燥处理。
反应产物压缩部分还配有溶剂注入罐，在操作过程中需要间断批量的将重芳烃溶剂（对二乙基苯）分别送入物料冷却器的进口，将附着在换热器管内的结焦溶解带出，以保证换热器的换热性能，并在各段压缩机进口前的气液分离器内对溶剂进行收集。收集后的溶剂分批送回溶剂注入罐循环使用。定期检测溶剂中的杂质含量，当杂质含量高于允许值时则需要更换新的溶剂。
（3）反应产物后处理
由于用于在催化剂再生工段需要注氯，催化剂上的氯离子会随反应产物带入
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下游。同时在原料气进入在反应器前加注的硫化物和丙烷原料中含有的硫化物均转化为硫化氢的形式随反应产物带出。催化剂还原过程中还会产生少量的水，其会在冷箱中会结冰造成堵塞，而H2S能使后面SHP单元的催化剂中毒并污染丙烯产品和净气。故这些杂质均需要在进入冷箱分离前进行处理以保护后续设备的正常运行。
自反应流出物压缩机压缩后的粗产品气由氯化物处理器（21D0205）的顶部进入，底部送出。氯化物处理器内装填有活性氧化铝特制的非再生型吸附剂。反应产物经脱氯后，自上向下流过反应流出物干燥器(21D0206-1/2)。以脱除反应产物中的H2S和水。反应流出物干燥器为两台并联设备，其中一台正常工作，另一台进行再生操作。大约48小时进行一次切换。
正常操作时，（以21D0206-1为例）产品气自顶部进入干燥器杂质在填料中被吸附，处理后的产品气自干燥器底部流出送至冷相分离工段进行分离。
再生加热时，自冷箱分离工段送来一股净气（主要为氢气）经过再生加热器（21E0206）加热后将净气预热至232℃送入再生中的干燥器（21D0206-2），气体自下而上经过干燥器，气体将吸附剂上的硫化氢及水带走由顶部排出后进入再生空冷器（21E0208）冷却后送入再生分离罐（21D0207）气相送入再生洗涤塔，液相重组分由再生分离罐底泵（21P0208）送入精馏工段脱丙烷塔塔釜液气提塔（21C0603）汽提回收气相组分，液相作为燃料油使用。
再生干燥器完成再生加热后继续进行再生冷却。每个再生周期大约需要再生加热7.6小时，冷却7.1小时。再生冷却时，仍使用自冷箱分离工段送来的净气温度～34℃，此时再生加热器（21E0206）不在工作，净气自下向上进入干燥器（21D0206-2）将再生后的床层进行冷却，冷却后的气体由干燥器顶部排出再经过再生空冷器及再生分离器后送入再生洗涤塔。
自再生分离器来的气体由再生洗涤器（21C0201）底部进入塔内，再生洗涤塔为填料塔，下部使用10wt%的氢氧化钠溶液进行循环洗涤除去气体中的硫化氢，上部使用蒸汽凝液作为洗涤水循环使用洗涤气体中夹带的微量碱液。经洗涤后的气相主要为含氢气，送往PSA工段进行提纯，一部分会用剩余部分作为产品送出。洗涤塔中循环的碱液定期进行成分分析，当氢氧化钠含量小于新鲜碱液量的～30%时需进行更换，废碱液由洗涤塔底部排出送至废碱液脱气罐（21D0208）以除去气体中进入的氢或烃，然后由废碱液输送泵（21P0205）送至含硫/盐污水处理装置进行处理。同时将配置好的新鲜碱液由加碱装置泵送至碱液循环泵
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