独山子乙烯生产技术和工艺流程介绍

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
氢气 甲烷（C1） 乙炔（C2）
杂质 CO CO2 H2S 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%
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)
Condensate
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。
序号 三 四 1 2 3 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
指标名称
单位 t/h t/h 9.5(65) 0(48)
数量
备注
m3/h m3/h m3/h
0(20) 47358(60100) 367.8(580)
4
5 6
高压消防水
电 蒸汽(4.1MPa蒸汽) 蒸汽(1.5MPa蒸汽) 蒸汽(0.5MPa蒸汽)
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。 • 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。
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。
• 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)
COMPRESLeabharlann BaiduION
QUENCH
Propylene Mixed C4
Propane Recycle Fuel Oil Fuel Oil Pyrolysis Gasoline Hydrogenated C5's PFO PGO
Raw C5's (optional) Hydrogenated Gasoline C6-C8 C9 Cut
FURNACE
Feedstock Start-up Feed Fire Water Start-up C2/C3 HP Steam MP Steam LP Steam Nitrogen Plant Air Instrument Air PE/PP Waste Gas Start-up Fuel Nat. Gas Fuel Gas Hot Water (Supply) Spent Caustic from ex. Plant Decoking Air
m3/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h
0(5) 5400(7000) 150-250(2000) 5.8(6.7) 5.3(6.4) 4.8(7.9) 2.1(6.3) 0.3(0.5) 4(129) 1.2(1.5) 0.3(0.5)
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。
序号 二 主要原料和辅助原料
指标名称
单位
数量
备注
1 主要原料 t/a 石脑油 t/a 加氢尾油A t/a 加氢尾油B t/a 0 0 686000 2024800
轻烃
141904 LPG
序号 2 辅助原料
指标名称
单位
数量
备注
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
•
裂解气（裂解炉出口）：
–
– – 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） – C6-C8非芳 – 苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯 – C9-205 DEG C – 205-288 DEG C （ 裂解柴油） – 288+ DEG C (裂解燃料油）
轻汽油 原油 常 压 蒸 馏
富氢气体 重 整 芳 烃 抽 提 抽余油 芳烃 加氢裂化气 汽油 柴油 加氢尾油
重柴油 加 氢 裂 化
减 压 蒸 馏
减压柴油 催 化 裂 化 减压渣油 焦 化 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 –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
m3/h
kW t/h t/h t/h t/h t/h Nm3/h Nm3/h
0(1500)
19426.1 5(360) -30 -68.3 -237.5(-293) 0(-220) 1000(25000) 2000(2500) 送出界区 送出界区 送出界区 送出界区
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。
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扬子 齐鲁 扬巴 赛科 南海 吉化大 吉化小 茂名 兰州(新建45) 天津
65 72 60 90 80 70 15 100 60 20
Lummus Lummus SW Lummus SW Linde SW / Lummus KBR Lummus
建设中的乙烯装置
HYDROGENATION I + FRACTIONATION
HYDROGENATION II + FRACTIONATION
UTILITY UNITS
Waste Gas Waste Liquid
AUXILIARY UNITS
Waste Water Waste Solid Steam
REFRIGERATION UNITS
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 中海-壳牌南海80万吨/年乙烯装置 扬子-BASF石化一体化工程基础化学品装置 （BCC），65万吨/年乙烯 盘锦乙烯工业公司16万吨/年乙烯装置增产 改造项目 抚顺乙烯15万吨/年乙烯挖潜改造项目 广州乙烯工程16万吨/年乙烯装置 北京乙烯工程东方化工厂15万吨/年乙烯装 置 抚顺乙烯工程12万吨/年乙烯装置
独山子乙烯生产技术-林德
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。
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。 • 辽河油田：芳烃高、含氢低，不宜裂解。
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
B.L. of the Contract Plant
Fresh Water
Flare Gas CW (return) Hot Water (return)
CW (Supply) Electricity
Ethane Recycle
HOT COLD SEPARATION SEPARATION
DW
Hydrogen Ethylene
2004- 2006
2004-2006
3 4 5 6 7 8 9
2002-2005 2002 1995-1996 1994-1996 1993-1996 1992-1994 1991
序号
项目名称与建设内容
设计内容
设计时间
10
盘锦乙烯工程13万吨/年乙烯装置
1987-1990
11
大庆石化乙烯工程30万吨/年乙烯装置
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 • 燕山 71 • 大庆 60
三菱 Lummus Lummus TP SW Lummus Lummus Lummus Lummus KBR
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. 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.
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
乙烯心脏 乙烯心脏 –裂解炉 –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
• • • • • • • 独山子 天津 镇海 福炼 四川 抚顺 武汉 100 100 100 80 80 80 80 Linde Lummus Lummus Lummus SW SW
序号
项目名称与建设内容
设计内容
设计时间
1
2
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