武汉80万吨乙烯装置技术及特点

1.0项目概况
装置组成：
布置图包括 变配电室
仪表机柜室
不在乙烯装置界区内的系统 清焦空气压缩机
原料及中间罐区
火炬水封罐及火炬筒 消防水排放池
2.0项目进展
2007年7月底曹总主持武汉乙烯工程会议，确定乙烯装置裂解炉和分离全面国产化。
2007年9月27-28日，工程部召开总体协调会，明确乙烯装置―裂解炉采用SL-1M技术，分离采用LECT技术”，并确定只按一个工况设计。 2007年11月1日，SEI召开工艺包开工会。 2007年11月29-30日，第一次专家审查会 2007年12月27日，与沈鼓讨论三机条件及效率 2008年4月1日，裂解原料发生变化，增加一个工况 2008年6月24-26日，第二次专家审查 2008年8月7日，通过总部验收 2009年3月30日-4月3日，发展计划部主持召开了武汉分公司80万吨/年乙烯工程总体设计审查会。 2009年11月18-19日，工程部组织召开了基础设计协调会，明确乙烯装置设计基础不变，但要满足加工40万吨/年轻烃原料要求。 2009年11月20-21日，与SEI召开烯烃包基础工程设计开工会，明确乙烯装置设计时考虑处理40万吨/年轻烃的要求，并将轻烃过热系统与 装置本身乙烷、丙烷分开设置。
1.0项目概况
装置位置图
1.0项目概况
技术来源:
裂解炉：中石化与Lummus合作技术SL-1M 分离： 中石化LECT
武汉80万吨乙烯装置是国内第一套完全采用国产 技术的大型乙烯装置
1.0项目概况
装置组成：
主生产装置 裂解单元、急冷单元、压缩及前脱丙烷前加氢单元、冷分离单元、热分离单元、 乙烯热泵及制冷单元、丙烯制冷单元 辅助生产装置 废水预处理单元、废碱处理单元、界区内火炬系统、冷却水系统、界区内锅炉给 水、蒸汽及凝液收集系统、化学品注入系统、燃料气系统及再生系统
碳 三 洗 涤 塔
碳 二 洗 涤 塔 脱 甲 烷 塔 预 脱 甲 烷 塔
去乙烯塔
去脱乙烷塔
6.0分离系统
4) 碳二分离系统
自脱甲烷塔
压缩机
自预脱甲烷塔
脱 乙 烷 塔
乙 烯 塔
乙烯
去碳三加氢
乙烷
6.0分离系统
5）热分离系统
混合碳四
碳三加 氢
一 号 丙 烯 塔
二 号 丙 烯 塔
脱 丁 烷 塔
碳三自脱乙烷塔
武汉石化分公司80万吨/年乙烯装置
内容
1.项目概况 2.项目进展 3.设计基础 4.总物料平衡 5.裂解炉
6.分离 7.技术指标 8.设备 9.布置图 10.下一步工作
1.0项目概况
序号 1. 项 目 规模（万吨/年） 生产装置
1.1
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
乙烯
裂解汽油加氢 丁二烯抽提 芳烃抽提 高密度聚乙烯 线性低密度聚乙烯 聚丙烯 MTBE/丁烯-1 EO/EG
80
55 13 35 30 30 40 8/3 15/28
1.0项目概况
乙烯装置
产量８０万吨聚合级乙烯 产量4０万吨聚合级乙烯 年操作时间8000小时 操作弹性70-110% 占地：9.96公顷
3.0设计基础-原料
万吨/年
加氢尾油
69.69
混合石脑油
171
LPG
5.44
C3
2.84
3.0设计基础-原料
1台重油炉工况 加氢尾油 混合石脑油 41.42 204.83 2台重油炉工况 90.29 150.08
LPG C3
5.44 2.84
5.82 3.00
单位：万吨/年
4.0总物料平衡
单位：万吨/年 氢气 2.45
（6）引风机采用变频调速
6.0分离系统-总流程图
QO塔 QW塔
CGC1~4 HP DeC3 C2加氢
碱洗
碳 三 洗 涤 塔
LP DeC3
预脱甲烷塔 冷箱 碳 二 洗 涤 塔 DeC1塔 乙 烯 塔
脱 乙 烷 塔
丙 烯 塔
碳三加氢
6.0分离系统-特点
急冷区设减粘系统 前脱丙烷前加氢 双塔脱甲烷 乙烯塔热泵 乙烯、丙烯复迭制冷
乙烯塔 1#丙烯塔 2#丙烯塔
浮阀
浮阀 浮阀 浮阀
8.0设备-反应器
催化剂供货商进行了计算
名称 脱砷保护床 碳二加氢反应器(ABC) 甲烷化反应器 碳三加氢反应器（AS） 催化剂 E315(BASF) BC-H-21B N111(NIKKI) BC-H-30A
9.0设备布置图
10.0下一步工作
（5）底部与侧壁联合供热，底部占70%
（6）热效率高：93~94% （7）引风机采用变频调速
5.0裂解炉
4.2气体炉特点 （1）单辐射段单对流段结构 （2）采用2-1-1-1型炉管并加扭曲片强化传热。 （3）高温裂解气线性急冷锅炉 （4）底部与侧壁联合供热，底部占70%
（5）热效率高：93~94%
☺ 谢 谢！
5.0裂解炉
4.1方案
与茂名6、7号炉的区别
– 液体炉
– 辐射炉管
– 茂名6、7号炉：出口管集中布置 – 武汉：入口管与出口管交错布置 – 增加扭曲片 – 急冷锅炉 – 重油炉：与茂名相同 – 轻油炉：换热管长度加长
5.0裂解炉
4.1方案
– 裂解炉炉型 – 项目启动时 – 3台重油炉， 4台轻油炉，1台气体炉 – 公称能力12万吨/年，7开1备 – 工艺包 – 2台重油炉， 5台轻油炉，1台气体炉 – 公称能力12万吨/年，7开1备
能量消耗MJ/h
2259000 638628.44 -352228.6
165.8 -95.6
4
5 6 12 综合能耗 乙烯产量 单位能耗
MP
LP 循环冷却水 电
t/h
t/h t/h kwh MJ/h t/h MJ/t乙烯
-63.5
-57.2 43060 7480
MJ/t
MJ/t MJ/t MJ/kwh
设备台数
8 18 4 15 76 183（冷箱1台） 8 87 82
合计
481
8.0设备-关键塔
名称 急冷油塔 急冷水塔 内件 固阀+挡板 填料
碱洗塔
高压脱丙烷塔 低压脱丙烷塔 碳三洗涤塔 碳二洗涤塔(CFT) 预脱甲烷塔 脱甲烷塔
泡罩/填料/浮阀
筛板 筛板 填料 CFT+填料 浮阀 浮阀
脱乙烷塔
3182
2763.2 4.19 11.84
-202057
-158055 180421.4 88563.2 2454272.4 100.66 24381.804
Mkcal/t乙 烯
注：此能耗按中华人民共和国标准SH/T3110-2001方法计算。
5.82
8.0设备-设备汇总
设备类型
裂解炉 塔 压缩机/膨胀机 干燥器/反应器 罐 换热器 引风机 泵 其它
164.1 -117.9
4
5 6 7 综合能耗 乙烯产量 单位能耗
MP
LP 循环冷却水 电
t/h
t/h t/h kwh MJ/h t/h MJ/t乙烯
-84.4
-38.9 41264 7068
MJ/t
MJ/t MJ/t MJ/kwh
3182
2763.2 4.19 11.84
-268560.8
-107488.5 173047 83685.12 2409265.5 102.28 23555.587
配合基础设计
•
关键控制点
（1）详勘布点图 ：2009年11月20日提供。 （3）超长周期设备：K-201,K-501,K-601,K-302询价书在2009年12月30日提供。 （2）基础工程设计完成日期：2010年2月底
准备详细设计 乙烯装置计划2012年底基本建成，2013年初投料试车。
3.0设计基础
原料及产品方案：
80万吨/年乙烯装置是中国石化股份有限公司武汉分公司80万吨/年乙烯及其配套工程 的主生产装置。 装置原料为：混合石脑油,丙烷,LPG,加氢尾油。 年生产能力为80万吨聚合级乙烯和40万吨聚合级丙烯，同时副产氢气、混合碳四、裂 解汽油和裂解燃料油。 装置自产的乙烷和丙烷循环裂解，甲烷尾气作为本装置裂解炉燃料。
混合石脑油
171
聚合级乙烯 80
加氢尾油
69.69
LPG 8.28
乙 烯 装 置
聚合级丙烯40 混合碳四 25.87
粗裂解汽油 51.88 裂解燃料油 12.68
综合收率：32.13
循环丙烷2.73
循环乙烷14.48
4.0总物料平衡（1台重油炉工况/
单位：万吨/年
氢气 混合石脑油
204.83 /150.08
Mkcal/t乙 烯
注：此能耗按中华人民共和国标准SH/T3110-2001方法计算。
5.62
7.0装置技术指标-能耗水平(2台重油炉工况)
序号
1 2 3
输入介质
燃料 SHP HP
单位
Mkcal/h t/h t/h
输入量
能量转换系 数单位 MJ/Mkcal MJ/t MJ/t
能量转换 系数 4186.8 3851.8 3684.4
2台重油炉工况）
2.58/ 2.33
聚合级乙烯 81.64/80.10
加氢尾油
41.42 / 90.29
LPG 8.28/8.82
乙 烯 装 置
聚合级丙烯40/ 40.10 混合碳四 25.93/26.26
粗裂解汽油 53.94/51.76 裂解燃料油 12.33/ 13.84
综合收率：32.07/32.14
ห้องสมุดไป่ตู้.0裂解炉
4.2 技术指标 单程收率(乙烯,wt%) 乙烷(气体炉)： 石脑油(轻油炉): 加氢尾油(重油炉): 51.92 28.6 29.12 清焦周期 80天 70天 60天
5.0裂解炉
4.3液体炉特点 （1）单辐射段单对流段结构。 （2）采用高选择性两程2/1-1型炉管并采用扭曲片强化传热，底部连接采用大弯管设 计。具有停留时间短、烃分压低、运行周期长、较大的比表面积和良好的机械性能。 （3）轻油炉对流段采用一次注汽、重油炉对流段采用二次注汽，在对流段设有超高 压蒸汽过热 （4）高温裂解气线性急冷锅炉
低压脱 丙烷塔 釜液
汽油
丙烷
丙烯
7.0 装置技术指标-能耗水平(1台重油炉工况)
序号
1 2 3
输入介质
燃料 SHP HP
单位
Mkcal/h t/h t/h
输入量
能量转换系 数单位 MJ/Mkcal MJ/t MJ/t
能量转换 系数 4186.8 3851.8 3684.4
能量消耗MJ/h
2330893 632080.38 -434390.8
循环丙烷2.72/2.82
循环乙烷14.82/15.33
5.0裂解炉
4.1方案
技术基础
– 液体炉 – 辐射炉管、供热：2/1-1型--茂名6、7号炉 – 辐射炉膛尺寸：天津、镇海 – 气体炉 – 辐射炉管：2-1-1-1型—齐鲁 – 供热：天津、镇海 – 辐射炉膛尺寸：天津、镇海 – 急冷锅炉 – 线性急冷锅炉：茂名、齐鲁、中原等
6.0分离系统
CG
1) 急冷系统
急 冷 油 塔 PO 急 冷 水 塔
CG QO LFO汽提塔
CG
减粘塔
6.0分离系统
2) 压缩、前脱丙烷及前加氢系统
CGC5 保护床
CG
CG
高 压 脱 丙 烷 塔
碳 二 加 氢
碱 洗
4th stage
低 压 脱 丙 烷 塔
6.0分离系统
3）冷箱及脱甲烷系统流程简图----LECT