乙烯工艺样本

乙烯工艺

一、

概述

石油化学工业中大多数中间产品( 有机化工原料) 和最终产品( 三大合成材料) 均以烯烃和芳烃为原料, 除由重整生产芳烃以及由催化裂化副产物中回收丙烯、丁烯和丁二烯外, 主要有乙烯装置生产各种烯烃和芳烃。以三烯( 乙烯、丙烯、丁二烯) 和三苯( 苯、甲苯、二甲苯) 总量计。约65%来自乙烯生产装置。因此, 常常以乙烯生产作为衡量一个国家和地区石油化工生产水平的标志。

二、

乙烯装置的主要实现方法

我们一般所说的乙烯装置, 主要包括管式炉裂解和深冷分离。早在20世纪30年代就有人开始对石油烃高温裂解生产烯烃的技术进行研究, 40年代初建成了管式炉裂解生产乙烯的工业装置。经过60多年的发展仍在烯烃生产中占据统治地位。其它还有蓄热炉裂解、流动床裂解等由于投资高、物耗能耗高、污染严重逐步被淘汰。

烃类裂解得到的裂解产物还有氢、甲烷、乙烷和乙烯、丙烷和丙烯、混合碳四、碳五、裂解汽油等混合物。另外还有少量二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等气体, 并含有微量炔烃等杂质, 因此必须对其进行分离和精制才能得到合格的乙烯、丙烯和其它产品。

裂解气分离法主要有油吸收分离法和深冷分离法。前者能耗高、烯烃损失大, 60年代几乎全部被深冷分离法取代。

深冷分离法: 利用裂解气中各组分沸点相对较大, 各组分相对挥发度不同, 在不同的温度下用精馏法进行分离。在一定压力下, 碳三以上的馏分能够在常温下分离, 碳二馏分则需要在-30~-40℃条件下分离。用精馏方法将裂解气中甲烷和氢气分离出来, 则需要-90℃以下的低温分离。这种采用低温分离裂解气中甲烷和氢气的方法成为深冷分离法。此法, 能耗低、操作稳定, 不但能得到高质量

的烯烃产品, 而且能获得高纯度的氢气和甲烷。因此现在被普遍采用。

图1由烃类裂解得到三烯、三苯过程示意图

另外除了烃类裂解生产乙烯外, 有、由炼厂气回收乙烯、丙烯, 也是工业生产乙烯的主要来源。炼厂中热裂化装置、催化裂化装置、延迟焦化装置副产的轻烃含有大量烯烃, 这些炼厂气回收的烯烃在烯烃生产中占有相当重要的地位, 特别在丙烯和碳四烯的生产地位不亚于烃类裂解法。

世界上最大的乙烯生产商是美国道化学公司, 位居第二的是美国埃克森美孚公司, 第三位是英荷壳牌公司。

三、

乙烯装置主要原料

1、

来自油田的伴生气和来自气田的天然气

天然气主要成分是甲烷, 还含有乙烷、丙烷等轻质饱和烃及少量的CO2、 N2、H2S等非烃成分。

按化学组分来分类, 天然气可分为干气和湿气

◆干气: 甲烷含量在90%以上, 在常温下加压不能使之液化, 不适合做为裂解原料

◆湿气: 甲烷含量在90%以下, 还含有一定量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃。由于乙烷以上的烷烃在常温下, 经过加压能够使之液化, 经过对该类天然气的分离, 得到乙烷以上的烷烃是优质的裂解原料

按矿藏不同来分类, 天然气可分为气井气、油田气、凝析井气

◆

气井气: 开采时只出气不出油的井称为气井, 由气井开采出来的天然气叫气井气, 属于干气

◆

油田气: 与石油伴生的天然气, 与原油一起开采出来, 属于湿气

◆

凝析井气: 碳十及碳十以下烷烃的烃类混合物在1500米以下地下是以气相存在的, 开采后在地面经过节流降压到4.9～6.8MPa, 由于降温, 会发生”逆反冷凝”, 凝析出液体称为气田凝析油。在开采气田凝析油的同时采出凝析井气。凝析油的组成相当于轻质石脑油或全程石脑油与粗柴油的混合物。凝析油是裂解的好原料。

油田伴生气和凝析井气必须经过天然气加工装置, 用吸收法或深冷分离法进行分离加工。天然气分离加工后, 甲烷被分离出去, 得到乙烷、液化石油气( LPG) 、天然汽油、加工厂凝析油, 总称为天然气凝析液( NGL) , 一般也称为油田轻烃。NGL可不加分离直接用作裂解原料

图2 天然气分离加工示意图

2、

来自炼厂的一次加工油品、二次加工油品及炼厂气

◆

炼厂气: 是原油在炼厂加工过程中所得副产气的总和, 主要包括重整气、加氢裂化气、催化裂化气、焦化气等。炼厂气中含有丰富的丙烯、丁烯, 可不经裂解由气体分离装置直接回收利用。分离出来的烷烃可作为裂解原料

◆

石脑油:

初馏点～200℃的馏分称为全程石脑油

初馏点～130℃的馏分称为轻石脑油

原油经过常压蒸馏后分馏出来的馏分称为直馏石脑油

由炼厂焦化装置、加氢裂化装置等二次加工后得到的石脑油称为二次加工石脑油

由于重整装置需要的是60℃以上的馏分, 因此石脑油在进行重整前, 需要将60℃以下的馏分拔掉。一般称这一部分初馏点～60℃的馏分称为抜头油, 成分为C3～C6烃类, 属于石脑油, 是较好的裂解原料

◆

重整抽余油: 重整油经过芳烃抽提装置抽提出芳烃后剩余的馏分称为重整抽余油, 主要成分为C6～C8烷烃, 是较好的裂解原料

◆

直馏柴油: 原油常压蒸馏时所得馏程范围在200℃～400℃的馏分称为直馏柴油, 其中200℃～350℃的馏分为轻柴油, 250℃～400℃的馏分为重柴油。不是理想

的裂解原料

◆

加氢裂化尾油: 加氢裂化使重质原料脱硫、脱氮, 使芳烃饱和、多环烷烃加氢开环, 从而增加烷烃含量, 使重油轻质化, 将减压馏分油及渣油转化为汽油、

中间馏分和加氢裂化尾气油( 一般大于350℃) 。加氢裂化尾气是很好的裂解原料。

四、

乙烯装置主要产品

乙烯装置在生产乙烯的同时, 副产大量的丙烯、丁烯、丁二烯及三笨( 笨、甲苯、二甲苯) , 成为石油化工基础原料的主要来源。

1．

乙烯无色、无臭、易燃、易爆, 一般状况下液态、压力下贮存, 贮存压力1.9~2.5MPa,贮存温度为-30℃

2．

丙烯无色、可燃, 一般以液态、压力下贮存, 贮存温度为常温, 贮存压力为2.0MPa。

3．

丁二烯无色、有麻醉和刺激性, 与空气形成混合爆炸性混合物。

4．

苯特殊芳香味液体, 蒸汽与空气形成爆炸性混合物。

5．

甲苯特殊芳香味液体, 蒸汽与空气形成爆炸性混合物