乙烯生产技术和工艺流程介绍20071216

2 中国石油大庆石化分公司80万吨/年乙烯改 造工程，乙烯装置老区从原有的33万吨/年 改造到56万吨/年
3 中海-壳牌南海80万吨/年乙烯装置
4 扬子-BASF石化一体化工程基础化学品装置 （BCC），65万吨/年乙烯
5 盘锦乙烯工业公司16万吨/年乙烯装置增产 改造项目
6 抚顺乙烯15万吨/年乙烯挖潜改造项目
–BMCI值（关联指数或芳烃指数）：与相对密度和沸点有 关，正己烷=0，苯=100；值越大，芳香性越高，乙烯收 率越低
• 裂解气（裂解炉出口）： 氢气
–
甲烷（C1）
–
乙炔（C2）
–
乙烯（C2）
–
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）
• 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。
乙烯装置基本构成 • 从原理上分： –裂解 –分离 • 从流程和布置上分： –裂解炉区 –急冷区 –压缩区 –冷区 –热区
B .L . o f th e C o n tra c t P la n t
E th a n e R e c y c le
SEPARATION SEPARATION
COLD
COMPRESSION
QUENCH
FURNACE
HOT
P ro p a n e R e c y c le
P y ro ly s is G a s o lin e H y d ro g e n a te d C 5 's
H Y D R O G E N A T IO N I + F R A C T IO N A T IO N
H Y D R O G E N A T IO N II + F R A C T IO N A T IO N
U T IL IT Y U N IT S
A U X IL IA R Y U N IT S
R E F R IG E R A T IO N U N IT S
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
乙烯
• 聚乙烯 • 氯乙烯 • 环氧乙烷/乙二醇 • 乙苯 • ＠-烯烃 • 乙醛/醋酸乙烯 • 其它
10 盘锦乙烯工程13万吨/年乙烯装置 11 大庆石化乙烯工程30万吨/年乙烯装置
设计内容
设计时间
1987-1990 1980
独山子乙烯项目工作分工
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。
• 辽河油田：芳烃高、含氢低，不宜裂解。
常 原油 压
蒸 馏
减 压 蒸 馏
轻汽油
重
整
重柴油 加 氢 裂 化
减压柴油
减压渣油 焦 化
富氢气体 芳 烃 抽 提
催 化 裂 化
抽余油
芳烃 加氢裂化气 汽油 柴油 加氢尾油
催化裂化气 汽油 柴油
焦化气 汽油 柴油 石油焦
• 裂解原料评价指标 –PONA值（族组成）：P—链烷烃，易裂解生成乙烯和丙烯， 正构乙烯收率比异构高；O—烯烃，裂解性能不如相应的 烷烃；N—环烷烃，比链烷烃易于生成芳烃；A—芳烃， 不易裂解，发生缩聚反应形成裂解焦油，严重时造成结 焦
58% 13% 14%
9% 3% 2% 2%
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
• 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。
• 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。
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。
序号 二
指标名称 主要原料和辅助原料
1 主要原料
石脑油 加氢尾油A 加氢尾油B 轻烃
LPG
单位
数量
备注
t/a
2024800
t/a
686000
t/a
0
t/a
C 9 C ut
W a s te G a s W a s te L iq u id W a s te W a te r W a s te S o lid S te a m C o n d e n s a te
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。
引言
• 石油化学工业是国民经济的基础工业,是重要的原材料工业。 • 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。
7 广州乙烯工程16万吨/年乙烯装置
8 北京乙烯工程东方化工厂15万吨/年乙烯装 置
9 抚顺乙烯工程12万吨/年乙烯装置
设计内容
设计时间
2004- 2006
2004-2006
2002-2005 2002
1995-1996
1994-1996 1993-1996 1992-1994
1991
序号
项目名称与建设内容
2.1(6.3)
kg/h 0.3(0.5)
kg/h
4(129)
kg/h 1.2(1.5)
kg/h 0.3(0.5)
备注
序号 三
四 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10
燃料天然气 燃料LPG 动力和公用物料消耗 新鲜水 循环冷却水 精制水 高压消防水 电 蒸汽(4.1MPa蒸汽) 蒸汽(1.5MPa蒸汽)
F re s h W a te r DW C W (S u p p ly ) E le c tric ity F e e d s to c k
S ta rt-u p F e e d
F ire W a te r S ta rt-u p C 2 /C 3 H P S te a m M P S te a m L P S te a m N itro g e n P la n t A ir In s tru m e n t A ir P E /P P W a s te G a s S ta rt-u p F u e l N a t. G a s Fuel G as H o t W a te r (S u p p ly ) S p e n t C a u s tic fro m e x . P la n t D e c o k in g A ir
–
C6-C8非芳
杂质
–
苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯
CO
– C9-205 DEG C
CO2
– 205-288 DEG C （ 裂解柴油）
H2S
– 288+ DEG C (裂解燃料油）
H2O
裂解反应
• 高温 – 800~900oC • 短停留时间 –
0.01~0.7秒 • 低烃分压
国内乙烯收率 30%~35%
0
141904
序号
2
辅助原料
甲醇
20%碱液 浓硫酸 阻聚剂 I 阻聚剂 II 阻聚剂 III 防腐剂
中和胺
二甲基二硫
胺
除氧剂
指标名称
单位
数量
m3/h 0(5)
kg/h
5400(7000)
kg/h 150-250(2000)
kg/h
5.8(6.7)
kg/h
5.3(6.4)
kg/h
4.8(7.9)
kg/h
SW / Lummus KBR Lummus
建设中的乙烯装置
• 独山子 100
• 天津 100
• 镇海 100
• 福炼
80
• 四川
80
• 抚顺
80
Hale Waihona Puke Baidu• 武汉
80
Linde Lummus Lummus Lummus SW SW
序号
项目名称与建设内容
1 中国石油兰州石化分公司60万吨/年乙烯扩 建工程新建的45万吨/年乙烯装置
• 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。 • 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。 • 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。
• 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
70
• 吉化小
15
• 茂名
100
• 兰州(新建45) 60
• 天津
20
Lummus Lummus SW Lummus SW Linde
主要乙烯专利商
（乙烯生产技术---管式炉蒸汽热裂解）
• ABB Lummus /SRT型炉 • Stone & Webster /USC型炉 • KBR • Linde(Selas) /LSCC • Technip(KTI)
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。
F la re G a s C W (re tu rn ) H o t W a te r (re tu rn )
H yd ro g e n E th y le n e
P ro p y le n e M ix e d C 4
F u e l O il P F O F u e l O il P G O
R a w C 5 's (o p tio n a l) H y d ro g e n a te d G a s o lin e C 6 -C 8
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
乙烯心脏 –裂解炉
乙烯心脏
–三机
裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压 缩机
裂解气压缩机限制着装置单线最大能力（石脑 油原料，极限最大能力120-150万吨/年）
–冷箱
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.
• 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.
• 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。
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。
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
• 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