乙烯生产技术和工艺流程介绍

C8/C9分离
汽油加氢2段
C5/C6分离
加氢汽油 C9+馏分 C4馏分
原料 乙烯 丙烯
急冷油塔
急冷水塔
碱洗水洗塔
裂解气干燥器
乙烯精馏塔 丙烯精馏塔
1#-3# 裂解气压缩机 裂解气油 裂解柴油 裂解燃料油
氢气
冷箱
4#-5# 裂解气压缩机
乙炔加氢
混合碳四
脱甲烷塔
MA/PD加氢
高压脱乙烷塔
脱丁烷塔 裂解气油
没有取得一致意见的结果是，各有千秋，裂解 气压缩机功率顺序分离流程最大，前脱丙烷最 小；丙烯压缩机功率前脱丙烷最大；乙烯压缩 机功率前脱乙烷最小。
前脱丙烷流程能耗略低，较适合于大型乙烯装 置。
我国乙烯现状
至”九五”末,首次建成乙烯装置基本是10-30万吨/年, 或在此基础上改造,最大规模在70万吨/年.
上海1# 14.5
辽化
12
抚顺
18
盘锦
18
北京东方 15
广州
20
中原
18
独山子
22
上海２＃ 70
燕山
71
大庆
60
三菱
Lummus Lummus TP SW Lummus Lummus Lummus Lummus KBR
扬子
65
齐鲁
72
扬巴
60
赛科
90
南海
80
吉化大
典型裂解气分离流程
顺序分离流程（Lummus,TP,KBR) 脱除重烃、压缩后按碳一、碳二、碳三…..顺序分离。
前脱乙烷流程(Linde) 脱除重烃、压缩后先将碳二及更轻组分与碳三及更重组分分开，再 进行分离。
前脱丙烷流程(SW,KBR) 脱除重烃、压缩后先将碳三及更轻组分与碳四及更重组分分开，再 进行分离。
脱丙烷塔
低压脱乙烷塔
01 炉区
05 废水区
06
配变 电所 和机 柜室
02 热回收区
07
装
置
03 压缩和甲 主
烷化区
管
廊
04 分离和汽 油加氢区
02 热回收区
03 压缩和甲 烷化区
04 分离和汽 油加氢区
主要原料及工况
独山子乙烯装置主要原料有：石脑油，加氢尾油A， 加氢尾油B，轻烃和LPG。
有三种不同的进料工况，每种进料工况又有丙烯、乙 烯比分别为0.5和0.45两种不同的裂解深度；所以本 乙烯装置根据进料和裂解深度分为六种设计工况。
产品和副产品
主要产品为聚合级乙烯、聚合级丙烯和氢气，主要副 产品为裂解碳四、加氢汽油、加氢碳九馏分、未加氢 碳五（可选）、裂解轻柴油和裂解燃料油等。
产品和副产品产量:
序号 物料名称 单位 小时产量 年产量
备注
1 乙烯
t 125 1000,000 送FDPE、HDPE、SM等装置
2 丙烯
t 62.5 500,000 送PP装置
②采用变径管以降低过程的烃分压。短的停留时 间和低的烃分压使裂解反应具有良好的选择性。
LSCC裂解炉
主体结构与SRT炉相似，炉管部分存在较大 差异，每组反应管是由12根小口径管（前8根组 成4对平列管,后4根组成两对平列管）以及4根中 口径管（由4根管组成两对平列管）和一根大口径 管组成，管径为6～15cm，管总长45～60m。裂 解产物离开反应管后立即进入急冷锅炉骤冷。
脱
丁
塔
乙烷
丙 烯 塔 混合C4
裂解汽油
丙烯 丙烷
鲁姆斯公司乙烯技术
原料
裂解炉
400℃
急冷油洗 水洗
40℃ 1.2段压缩
35KPa
三元制冷
19Kg/cm2G
丙烯 乙烯 甲烷
碱洗
冷箱1
冷箱2
H2
H2/CH4
CH4
CH4
18Kg/cm2G
CFT
35Kg/cm2G
脱
-108℃
甲 烷
塔
22Kg/cm2
3段压缩
裂解气组成（裂解炉出口）：
氢气
▪
甲烷（C1）
▪
乙炔（C2）
▪
乙烯（C2）（国内乙烯收率30%-35%）
▪
乙烷（C2）
▪
丙二烯/丙炔（C3）
▪
丙烯（C3）
▪
丙烷（C3）
▪
丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（C4）
▪
戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（C5）
▪
C6-C8非芳
杂质
▪
苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯
CO
▪
C9-205 DEG C
传统顺序工艺流程
原料
400℃
裂解炉
油洗
110℃
水洗
35KPa
40℃
1.3段压缩
3.6MPa
碱洗 4.5段压缩
干燥
裂解柴油 裂解燃料油
工艺水 裂解汽油
水<1ppm
丙烯机 乙烯机 甲烷机
-40℃
-101℃ -136℃
冷箱
脱 甲 烷 塔
脱 乙 烷 塔
乙烯
H2
乙 烯
CH4
塔
C2
加 氢
MAPD
脱
加氢
丙
烷
塔
碳二加氢等温反应器，使得碳二加氢剧烈的放热反应更容易得到 控制，由于用甲醇及时把反应热量撤走，更不容易造成飞温而导 致停车。
对流段、辐射段
Steam drum
Convection section
Primary quench exchangers (LQE)
Radiant section Sidewall burners
学公司在70年代末共同开发成功的新型 管式裂解炉。炉子由十多根直径约为 2.54cm,长约10m的单根直管并联组成。 反应管吊在辐射室中央，由底部烧嘴进
行双面辐射加热。物料由下部进入上部 离开并迅速进入专用的USX型急冷锅炉, 每两根反应管合用一个USX，多个USX 合接一个二次急冷锅炉。裂解过程停留 时间可低于100ms,从而显著提高了反 应的选择性。同传统的管式裂解炉相比， 乙烯相对收率约可提高10％，甲烷和燃 料油则有所减少。
用丁二烯生产的典型系列产品
聚合－顺丁橡胶、丁苯橡胶、ABS 低聚－环辛二烯
用三苯生产的典型系列产品
苯－乙苯、苯乙烯、环己烷、氯苯 甲苯－二硝基甲苯、苯甲酸、甲乙苯、二甲苯 二甲苯－对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸脂
ຫໍສະໝຸດ Baidu
乙烯工艺简图
裂解反应条件
高温 ： 800~900oC 短停留时间 ：0.01~0.7秒 低烃分压
LSCC炉反应器的特点是原料入口处为小口 径管双排双面辐射加热，物料能迅速升温，缩短 停留时间，后继的反应管则为单排双面辐射，管 径采取逐管增大方式以达到降低烃分压的目的。 物料在反应管中的停留时间为0.2～0.4s。 短停留
时间和低烃分压使裂解反应具有较高的选择性。
USRT炉
美国凯洛格公司和日本出光石油化
3 氢气
t 2.75 22,000 供装置加氢及外送
4 甲烷/氢 t 51.503 412,024 作燃料
5 裂解碳四 t 40.616 324,928 送丁二烯装置
6 加氢汽油 t 52.953 423,634 送芳烃抽提装置
7 加氢碳九 t 8.956 71,648 送罐区，销售
8 未加氢碳五 t 19.502 156,016 送罐区，销售
35KPa
混合C4
碱洗
脱 丁 塔
C5+
5段压缩
100％C2以轻 C2加氢
气干 液干
1脱乙烷
丙烯 丙 烯 塔
丙烷
2脱乙烷
脱 丙 塔
丙烯机 乙烯机 甲烷机 冷箱1
CH4产品
H2
冷箱2
CH4
脱
甲
塔
乙烯 乙 烯 塔
乙烷
评价：
各专利商都拿出数据和研究成果说明自己的流 程是先进的，因为都是生产证明了的成熟的乙 烯专利技术。
9 裂解轻柴油 t 6.058 48,464 送罐区，销售
乙烯生产简介
技术二部 2013年8月22日
引言
乙烯生产技术是石油化工的核心技术，乙烯装置 是石油化工的核心装置;乙烯的技术水平、产量、规模 标志着一个国家石油化学工业发展水平。
乙烯装置生产的 三烯：乙烯、丙烯、丁二烯 三苯：苯、甲苯、二甲苯
是其它有机原料和三大合成材料的基础原料。
乙烯裂解原理
烃类裂解是石油系原料中的较大分子的烃 类在高温下发生断链反应和脱氢反应生成较小 的分子的乙烯和丙烯的过程。烃类裂解反应是 吸热过程。它包括脱氢、断链、异构化、脱氢 环化、芳构化、脱烷基化、聚合、缩合和焦化 等诸多反应 。
Lummus 2010
Lummus 2010
Lummus 2009
SW
2007
SW
2012
2013
拟建
独山子乙烯裂解项目
独山子乙烯项目
Linde 提供专利技术、工艺包、土建以外的基础设 计和相关技术服务；供应关键设备和材料， 如压缩机和透平、锅炉给水泵、冷箱等。
寰球 承担初步设计、详细设计和技术服务；其他 设备和材料全部由总包供货；施工安装至中交。
膨胀机
H2
冷箱1
2 1
HRS 脱 甲 塔
H2/CH4
冷箱2 CH4
-116℃
部分脱 乙烷
脱 甲 塔 40%纯
混合C2
37Kg/cm2G
5段压缩
三段C2
高压部分 50%混 脱丙烷 合C3
加氢
低压 脱丙烷
乙烯 乙 烯 塔 乙烷
丙烯 丙 烯 塔
丙烷
林德公司乙烯技术
原料
裂解炉
400℃
急冷油水 系统
40℃ 1.4段压缩
提供底烧和侧烧，受热均匀。
前脱乙烷前加氢分离流程，在冷分离和脱甲烷之前脱除重烃组分, 只有C2及轻组份去低温单元。而且乙炔加氢采用前加氢不用把氢 气全部分离出来，再补充进来加氢,这样可以节省冷剂的用量，降 低了制冷压缩机的负荷和能耗。
乙烯塔和乙烯压缩机组成的低压开式热泵系统，合理利用余热， 提高能量利用效率。降低了乙烯制冷压缩机的负荷和能耗。
裂解原料
天然气：
甲烷、乙烷、丙烷、丁烷
炼油装置产品：炼厂气（甲烷、乙烷、丙烷、丁 烷）拔头油、抽余油、石脑油、加氢 尾油、常压柴油、减压柴油
备注：
1）大庆、华北油田：炼制出的石脑油、轻柴油做原料，烯烃收率 高，结焦周期长。
2）胜利油田：炼制出的石脑油、轻柴油做原料，烯烃收率低，结 焦周期短。
3）辽河油田：芳烃高、含氢低，不宜裂解。
Floor burners
LQEs
工艺流程
原料预热
裂解炉
工艺蒸汽系统 急冷油/水系统
碱洗系统
裂解气 压缩系统
预冷和干燥
C2/C3分离 C3/C4分离 C4/C5分离
C2加氢
C1/C2 分离
乙烯分离 甲烷化
乙烯制冷 乙烷回裂解炉
乙烯 氢气
C3加氢
丙烯分离
丙烯制冷 丙烷回裂解炉
丙烯 C5回裂解炉
汽油加氢1段
规模：乙烯100万吨/年;丙烯50万吨/年 年操作小时：8000小时 操作弹性： 60-110%(P/E比:0.45-0.5kg/kg)
Linde技术特点
双炉膛、立式布置辐射炉管。
PyroCrack 1-1炉管具有选择性高、受力小和寿命长的优点。
96个LQE(Linear Quench Exchanger)直接与96个炉管相连，减 小结焦。
乙烯生产技术：管式炉蒸汽热裂解
ABB Lummus /SRT型炉 Stone & Webster /USC型炉 Linde(Selas) /LSCC USRT炉，或称毫秒裂解炉
SRT裂解炉
USC炉子简介
炉子的基本结构与SRT炉大体相同，但反应 管由多组 W型变径管组成（图3[USC炉反应 管]），每组四根管,前两根材质为HK-40,后两根 为HP-40,管径由小到大，一般为50～83mm,长 为10～20m。按照生产能力的要求，每台炉可装 16、24或32个管组，裂解产物离开反应管后迅 速进入一种专用急冷锅炉(USX),每两组反应管配 备一个急冷锅炉。 技术特点 ①采用多组小口径管并双面辐射加热,炉管比表 面较大，加热均匀且热强度高,从而实现了0.3s以 下的短停留时间。
在”十五”期间,一次建成或改造成数套60-90万吨/年 的大型乙烯装置,包括兰州乙烯,吉化乙烯,上海赛科乙 烯,惠州南海乙烯,南京扬巴乙烯等.
2003年 能力566.5万吨/年，产量611.8万吨/年 2005年 能力788.5万吨/年，产量754.1万吨/年 2006年 能力1028万吨/年.
投入生产的乙烯装置
70
吉化小
15
茂名
100
兰州(新建45) 60
天津
20
Lummus Lummus SW Lummus SW Linde
SW / Lummus KBR Lummus
独山子 天津 镇海 福炼 四川 抚顺 武汉 青岛
100 100 100 80 80 80 80 100
Linde 2009
CO2
▪ 205-288 DEG C （ 裂解柴油）
H2S
▪ 288+ DEG C (裂解燃料油）
H2O
用乙烯生产的典型系列产品 聚合－聚乙烯、乙丙橡胶 氧化－环氧乙烷、乙醛 烷基化－乙苯、烷基铝 卤化－氯乙烷、二氯乙烷、溴乙烷 水合－乙醇 齐聚－@-烯烃
用丙烯生产的典型系列产品
聚合－聚丙烯、乙丙橡胶 氧化－丙烯酸 环氧化－环氧丙烷 烷基化－异丙苯 卤化－氯丙醇、环氧氯丙烷 水合－异丙醇 氨氧化－丙烯腈、丙烯酰胺
干燥
C2加氢
乙 烯 塔
脱 乙 烷 塔
丙 烯 塔
双塔前脱丙烷
21Kg/ 6Kg/ cm2 cm2
乙烯 脱 丁 塔
乙烷
混合C4
C5+
丙烯
丙烷
SW公司乙烯技术
原料
裂解炉
400℃
急冷油水 系统
40℃ 1.4段压缩
35KPa
碱洗
气干 液干
采用高效塔板 长周期运行
混合C4 脱 丁 塔
C5+
CH4产品 丙烯机 乙烯机