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1、,乙烯生产技术和工艺流程介绍 *欢迎加盟独山子乙烯项目团队* 我们更关注： 理念、系统 Conception System 实践、经验 Practice Experience 宋少光 中国寰球,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。,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
2、烷、溴乙烷 水合乙醇 齐聚-烯烃,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,聚乙烯 58% 氯乙烯 13% 环氧乙烷/乙二醇 14% 乙苯 9% -烯烃 3% 乙醛/醋酸乙烯 2% 其它 2%,乙烯,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
3、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。,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,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
4、/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 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 800900oC 短停留时间 0.010.7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 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
5、 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
6、致停车。,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 乙烯 t 125 1000,000 送FDPE、HDPE SM等装置 丙烯 t 62.5 500,000 送PP装置 氢气 t 2.75 22
7、,000 供装置加氢 及外送 甲烷/氢 t 51.503 412,024 作燃料 裂解碳四 t 40.616 324,928 送丁二烯装置 加氢汽油 t 52.953 423,634 送芳烃抽提装置 加氢碳九 t 8.956 71,648 送罐区，销售 未加氢碳五 t 19.502 156,016 送罐区，销售 裂解轻柴油 t 6.058 48,464 送罐区，销售 10 裂解燃料油 t 5.685 45,480 送罐区，销售,原料预热,裂解炉,急冷油/水系统,裂解气 压缩系统,预冷和干燥,C2/C3分离,C2加氢,C1/C2 分离,甲烷化,乙烯分离,乙烯制冷,C3/C4分离,C3加氢,丙烯分
8、离,C4/C5分离,汽油加氢1段,C8/C9分离,汽油加氢2段,C5/C6分离,工艺蒸汽系统,碱洗系统,丙烯制冷,乙烯,丙烯,氢气,加氢汽油,C9+馏分,C4馏分,C5回裂解炉,丙烷回裂解炉,乙烷回裂解炉,工艺流程,01 炉区,05 废水区,02 热回收区,02 热回收区,03 压缩和甲 烷化区,03 压缩和甲 烷化区,04 分离和汽油加氢区,04 分离和汽油加氢区,06 配变电所和机柜室,07 装置主管廊,(1)原料预热 1).轻烃 来自全压力罐区轻烃缓冲罐的轻烃加热到60，送到闪蒸罐10-V-2531。罐底部的液相混合到新鲜的石脑油管线。罐顶部的气相经压控阀并入到气相进料管线。 2).石脑
9、油 新鲜的石脑油来自界区外的石脑油罐，与循环回的加氢碳五混合后，经急冷水预热加热到43，与来自轻烃闪蒸罐10-V-2531的重组分混合后，经换热器10-E-2512进一步加热到80送到炉区。,3).LPG 新鲜的LPG来自界区外的原料LPG罐，界区温度20,压力1.3Mpa与循环丙烷馏分混合后，在丙烷/LPG蒸发器10-E-2514加热汽化。与预热后的循环乙烷和来自轻烃罐的汽化轻组分在气态原料总管混合，送入气体裂解炉；液相送到轻烃闪蒸罐的进口管线。 4).加氢尾油 新鲜的加氢尾油原料来自界区外的加氢尾油罐，界区温度70,压力1.1Mpa。在尾油预热器10-E-2515预热到80后送到加氢尾油炉
10、。,8台裂解炉（7开1备；15万吨/年.台）,(2) 裂解 裂解炉采用“双辐射段”即通过采用两个辐射室共用一个对流段（双炉膛）来容纳双倍数量的炉管。 本项目采用的Pyrrack 1-1型炉管，具有高选择性，给定原料下乙烯收率更高；压降小；操作周期长等特点。 使用文丘里分配器，使所有的辐射段流速一致，最终每根炉管有相同的停留时间。 线性急冷换热器（LQE）的设计使其不受焦粒的冲刷，避免结焦。保证长周期运行，最大限度减少检修工作。 对流段设计，使其适应原料的多样性，加氢尾油为达到相应的气化率和流动形式，采用特殊设计。利用对流段回收的废热，产生最大限度的过热超高压蒸汽， 对于加氢尾油炉，采用专有的混
11、合注汽喷嘴设计，避免结焦,原料在对流段预热，气化、与稀释蒸汽混合，经横跨段分配至辐射段。所有的平行进口管线连接到一对进料总管，通过文丘里喷嘴（Laval）重新分配进到辐射段炉管。这种对流段物料出来和再分配使进入辐射段使各流股达到相同的温度和压力,使得所有流股的流速相同、停留时间相同。 进入辐射段后，通过控制辐射段的反应温度，即底部和侧壁烧嘴输出的热量，来控制裂解反应深度。 裂解炉的热效率与排烟温度密切相关，通过回收烟道气热量，加热原料、超高压蒸汽和锅炉给水，提高热效率。 对流段由几组平行布置的炉管构成，按照一定顺序合理布置不同管束，达到最大的热回收，使裂解炉高效稳定长周期运行。,对流段,辐射段
12、,炉管布置,(3)急冷 1)油洗 来自裂解炉急冷器200到250的裂解气进入油洗塔（10-C-2701），通过和急冷油逆流接触进一步冷却，并最大地实现热量回收。回收的热量被用于发生稀释蒸汽和其他加热器。塔上部精馏段用水洗塔（10-C-2801）底部循环回来的裂解汽油作为回流。 急冷油塔底210的急冷油通过急冷油泵（10-P-2771 A-C/S）送至急冷油旋风分离过滤器10-V-2732A-E分离出焦粒然后分成两部分，一部分作为裂解燃料油产品经冷却后送出界区；另一部分与中油混合作为热源送至稀释蒸汽发生器2号再沸器10-E-3012A-L。冷却后的急冷油一部分送油洗塔的下部，另一部分送到裂解炉急
13、冷器，直接急冷裂解气。 为了调节急冷油塔中急冷油的粘度，一部中油送至裂解燃料油汽提塔10-C-2702用中压蒸汽进行汽提。汽提出的轻组分返回急冷油塔；汽提后的塔底裂解柴油一部分作为裂解柴油产品送出，另一部分作为汽提塔的回流。,2)水洗 水洗塔10-C-2801通过大量循环急冷水，进一步将裂解气冷却至环境温度，同时重汽油和稀释蒸汽也被冷凝。净化和冷却后的38左右的裂解气由塔顶送往压缩单元。 83的循环急冷水从水洗塔底采出，用泵送往多个低温热量回收用户。并在返回塔前在板式换热器10-E-2811A-F和10-E-2812A/B中最终冷却，返回塔的顶部和中部。 在急冷水泵10-P-2871A/B入口
14、，注入碱液严格控制急冷水的PH值，以防止急冷水乳化。 另外从水洗塔下部抽出的水和汽油通过油水分离，分离出的工艺水经过工艺水聚结器后，送往稀释蒸汽系统；分离出的裂解汽油，一部分送往油洗塔10-C-2701作回流，另一部分作为抽提汽油到汽油废碱分离罐10-V-3532；其余部分直接去汽油加氢单元。,3)稀释蒸汽系统 来自聚结器10-V-2832的工艺水预热后送入工艺水汽提塔10-C-3001以除去溶解在水中的挥发性烃类。汽提后的工艺水经预热后送到稀释蒸汽分离罐10-V-3031。 大部分的工艺水经10-E-3012A-L通过急冷油加热产生稀释蒸汽，其余部分在10-E-3011A-C中由中压蒸汽加热
15、产生稀释蒸汽。 为防止稀释蒸汽冷凝，在稀释蒸汽过热器10-E-3014中用中压蒸汽将稀释蒸汽过热到约185。如果因乳化等原因，工艺水来发生稀释蒸汽不足时，可以直接补充中压蒸汽。,(4)裂解气压缩 1)裂解气压缩 压缩机为五段离心压缩机。裂解气由入口压力约0.13MPaA压至出口压力约3.8MPaA。每段压缩后，裂解气分别由段间冷却器10-E-311110-E-3115冷却。裂解气中的水和重组分在这些冷却器中冷凝。 少量的锅炉给水被注入到裂解气压缩机缸内。同时，碳九馏分作为压缩机的洗油。以降低压缩过程的温度，防止聚合。 酸性气体脱除在裂解气压缩机四段和五段之间进行。,2)碱洗 裂解气从压缩机四段出口进入碱洗塔底部10-C-3501。碱洗塔包括三段碱洗和一段水洗,脱除酸性组分CO2和H2S。 2 NaOH + CO2 -
