乙烯装置简介20110624

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1、中国石化茂名分公司化工分部裂解车间 2011年6月,乙烯装置简介,1.炼油厂加工流程示意图,柴油（AGO）：200350，成分C11C20,2.乙烯加工流程示意图,4、流程简介,一、1#乙烯裂解装置介绍,该装置采用美国S W公司的专利技术，于1996年9月装置建成投产。装置以石脑油、轻柴油、加氢尾油为原料，主要产品有乙烯、丙烯等，设计能力为生产乙烯30万吨/年，1999年改造后提高到38万吨/年。,一、1#乙烯裂解装置介绍,1、技术特点 茂名乙烯裂解装置采用的生产技术是Stone & Webster 公司在第一代技术基础上发展起来的第二代乙烯生产技术，技术特点体现在超选择性裂解炉，前脱丙烷，前

2、加氢和ARS深冷分离等乙烯生产技术上，设计中充分考虑了选择性，灵活性和高效性和可靠性。对于容易结垢的塔盘广泛采用了抗结垢性能较好的波纹塔盘，最大限度地减少结垢堵塞。 （1）、裂解炉采用两程U型炉管和选择性线性换热器（SLE）；以全底烧方供热，无侧壁烧嘴。,一、1#乙烯裂解装置介绍,（2）、急冷系统设有重质燃料油汽提塔，正常操作时，用乙烷裂解炉作为汽提介质。通过该塔操作，能除去急冷油中的沥青质及焦油，调节急冷油粘度，优化热量回收。急冷水系统不设单独的油水分离器，油水在急冷水塔塔釜分离。(由于燃料油中含有过多的轻组分，不符合产品规格，采用气提降低烃分压，将轻组分从塔顶分离出来，重组分从塔底分离出来

3、。） （3）、裂解气压缩机采用五段压缩，四段后设有碱洗脱除酸性气体系统；第五段放在高压脱丙烷塔之后，与脱丙烷塔构成开式热泵系统。 （4）、分离回收系统采用前脱丙烷、前加氢、高、低压双塔脱丙烷流程，使C4和更重组分不进入深冷系统。,一、1#乙烯裂解装置介绍,（5）、深冷和脱甲烷系统，采用了ARS（Advanced Recovery System）技术，设置两台分馏冷凝器（Dephlegmator），能同时进行传质传热，可降低能耗。 （6）、在裂解气压缩机五段和高压脱丙烷塔之间、乙烯冷冻压缩机和乙烯蒸馏塔设置了两套热泵系统，大大降低了能耗。,2、原料质量情况,表征裂解原料性质的特性参数主要有族组成

4、(PONA),特性因素(K),芳烃指数(BMCI),原料的重要物理常数(密度、粘度、馏程、胶质含量)以及化学杂质(硫含量、砷含量、铅、钒等金属含量,残碳等)。其中以PONA和 BMCI最为重要。,2、原料质量情况,1）族组成(PONA) 烷烃含量：烷烃断链反应的产物中乙烯、丙烯、氢、甲烷产率均比较高。正构烷比值越大，越有利于形成乙烯。 烯烃值：烯烃反应可以发生断链、脱氢、歧化、芳烃化、二烯烃合成等不同反应,焦生成量较多。 环烷烃：环烷烃裂解生成乙烯。丙烯的产率不如链烷烃高,但大于烯烃和芳烃。 芳烃值：芳烃在高温下芳烃能发生多种化学反应,生成重芳烃、多环或稠环芳烃。,2、原料质量情况,（2）特性

5、因数(K)：特性因数的表示为UPO-K,简写K。用于表征原油及馏份油的化学组成特性的一种因素,K值以烷烃最高,环烷烃次之,芳烃最低。K值随氢含量增大而增大。乙烯、丙烯总收率随原料特性因素K值增加而增加,也就是说原料氢含量越高越,乙烯、丙烯收率也越高。 （3）关联指数（BMCI） （4）碳氢比和氢含量。 （5）其他因素：原料中含有胶质、碳、硫、钒、砷、铅、镍、铁等,3、生产中影响裂解深度的因素,裂解深度受原料类型 COT 稀释比 横跨温度 运转时间 裂解炉负荷影响 典型的裂解炉馏出物在炉管内的反应时间是0.15到0.20秒。馏出物急冷是从离开反应区0.01秒内开始。,4、流程介绍: 1#裂解装置

6、有10台U型超选择性裂解炉和1台4M型裂解炉，裂解炉适用原料见下表。,4、流程介绍:,4.1、裂解炉系统：11台裂解炉 六台NAP炉 四台NAP/AGO/HCR炉 一台乙烷炉 每台USC-U型炉有48根U型炉管， 乙烷炉由8根M型炉管组成。从裂解炉幅射炉管出来的高温裂解气经四级冷却至41: SLE:中止反应,回收高位热量生产SHP。 油急冷器:降低急冷油塔热负荷。 急冷油塔:分别用急冷油和盘油直接碎冷,回收热量用于DSG系统高低压脱丙烷塔系统。 急冷水塔:直接用水碎冷,回收热量用于脱乙烷塔/丙烯精馏系统，多余热量用CW撤走。 在回收热量回路中，只有急冷油是开环，影响热回收效率，控制急冷油挥发度

7、是控制热回收效率的手段。,4、流程介绍:,4.2、急冷系统 急冷系统主要包括三大循环： 急冷油循环 盘油循环 急冷水循环 作用： 回收热量 分离裂解轻、重质燃料油、粗裂解汽油和水,4、流程介绍:,急冷油塔（T-210）的作用是将裂解炉流出物用油洗的办法分离出其中的重质燃料油和轻质燃料油组分，并进一步冷却裂解气。来自油冷器的裂解混合物自塔底最下一块折流板引入，急冷油进入塔釜，裂解气组分上升，在塔顶引入汽油回流，上升气体与回流的急冷油、盘油、汽油在塔盘上进行传质传热，气体中重组分冷凝，液体中轻组分汽化，建立汽液平衡，塔釜分出重质燃料油，侧线采出轻质燃料油，塔顶分出的则是水蒸汽和裂解汽油及其以下的裂

8、解气轻组分。,4、流程介绍:,急冷水塔（T-220）的作用是将急冷油塔分离出的裂解气用水洗的办法冷凝出稀释蒸汽和粗裂解汽油，进一步冷却裂解气，保证去压缩和分离系统的烃类气体质量，裂解混合气体自塔最下一层进入，在塔顶和塔中部引入急冷水喷淋，粗裂解汽油和水蒸汽冷凝液进入塔釜，其它烃类组分则由塔顶流出，根据粗裂解汽油与水的密度不同，在塔釜设有的“V”型急冷水沉降槽中，粗裂解汽油与水得以分离。,4、流程介绍:,4.3、压缩系统 压缩系统主要包括裂解气压缩和酸性气体脱除以及裂解气干燥三部分。为轻组份分离提供冷剂的复迭制冷，从急冷系统来的裂解气经裂解气压缩机（C-300）加压，以使沸点较高的烃组份在较低温

9、度下得以分离；同时，脱除裂解气中的少量酸性气体；压缩过程还能除去相当数量的水份和重质烃。复迭制冷除为分离系统提供不同温度等级的冷剂，以便进行各种组份的分离外，还有加热或蒸发某些物料的作用，以降低压缩功耗。,4、流程介绍:,整个压缩系统是裂解装置的心脏，对生产过程具有决定性作用。C-300系统采用前加氢催化法和低温双塔(双塔脱丙烷)的前脱丙烷流程，前加氢不但将乙炔脱除，还可将大部分丙炔和丙二烯进行加氢，增加裂解气中烯烃量，减轻了深冷分离的负荷。乙烯机（C-600）和乙烯塔（T-470）构成“开式热泵”系统，乙烯塔顶气相进入乙烯机三段吸入口，从乙烯机得到冷液相回流，乙烯产品从乙烯冷剂缓冲罐V-64

10、0抽出。,4、流程介绍:,4.4、分离系统： 茂名乙烯裂解装置采用美国SW公司的技术，裂解气分离工艺是典型的前脱丙烷前加氢流程。从急冷来的裂解气经裂解气压缩机一至四段的压缩后，进入高压脱丙烷塔（T-365），塔顶分离出部分碳三组份和全部碳二组份以下的轻组份，经裂解气压缩机五段的再压缩后进入碳二加氢系统脱除全部的乙炔及大部分的MAPD，送入前冷脱甲烷系统（T-410）；高压脱丙烷塔（T-365）塔釜物料进入低压脱丙烷塔（T-360）分离，碳三组份在低压脱丙烷塔塔顶被分离出来送往碳三加氢系统，塔釜分离出碳四以上重组份送往脱丁烷塔（T-560）进行分离，脱丁烷塔顶分离出碳四产品,塔釡分离出粗裂解汽油

11、。,4、流程介绍:,在前冷脱甲烷系统，深冷分离出来的粗氢经甲烷化系统脱除一氧化碳后送给各氢气用户，富含甲烷尾气送往再生气系统作为干燥器再生气,最后作为裂解炉燃料气，脱甲烷塔（T-410）塔釜的碳二组份直接的进入乙烯精馏塔（T-470），预脱甲烷塔（T-420）的碳二、碳三的混合物送往脱乙烷塔（T-440），脱乙烷塔塔顶分离出碳二组份送入乙烯精馏塔（T-470），塔釡分离出碳三组份和低压脱丙烷塔顶的碳三组份一齐进入碳三加氢系统进行加氢脱除MAPD，再进入丙烯精馏系统（T-530、T-540），丙烯精馏系统分离出聚合级丙烯产品和丙烷产品。,二、2#乙烯裂解装置介绍,茂名乙烯装置100kt/a 乙烯

12、改扩建项目是在现360kt/a乙烯装置基础上增加一条640kt/a新乙烯装置（新线）,设计年生产时间8000小时,于2004年12月5日开工建设,2006年9月28日投产。新线采用中石化与LUMMUS合作开发的乙烯专利技术，这是世界上首次由乙烯专利商和乙烯生产商联合开发全流程乙烯技术。联合开发的乙烯专利技术是一套全新的流程，其中应用了当今世界上最新的乙烯技术，包括11万吨/年SL-型裂解炉、低压激冷序列、分凝分馏塔和三元制冷技术等。新乙烯技术代表了当今世界上乙烯技术最高水平。采用新技术能显著降低装置投资，减少复杂转动设备数量，提高在线生产时间，减少维护费用，降低乙烯能耗。茂名乙烯新线是世界上第

13、一套采用这种新技术的工业化装置。,二、2#乙烯裂解装置介绍,1、装置介绍： 新建64万吨/年乙烯装置采用ABB LUMMUS公司与中石化合作开发的新技术。新技术主要表现为： （1）裂解气压缩机采用4段压缩，末段出口压力只有2.2 MPaG； （2）前冷系统在低压下操作； （3）制冷系统采用三元冷剂制冷（乙烯、丙烯、甲烷）； （4）乙烯塔采用常规塔系技术； （5）前冷系统采用专利设备“分凝分馏塔”； （6）设置尾气压缩机和甲烷氢压缩机； （7）脱乙烷塔不设回流罐和冷凝器，与乙烯塔联合为一体； （8）裂解炉采用SL-1、SL-2型炉，SL-2型炉在茂名乙烯装置中为5-1型炉管。,2、流程简介,3、

14、 2#新乙烯装置的原料构成（万吨/年）,4、流程介绍,4.1、裂解炉系统 从界区来的低砷原料，进入裂解炉系统进行高温裂解，由饱和或氢含量高的烃原料生成乙烯、丙烯等有用的烯烃的一次裂解反应，基本上取决于反应温度和时间，起决定作用的是较高的反应温度或炉管出口温度。二次反应包括一次反应的产品，因为它们由分子化合而成，它们受反应中分子间距离的影响，换句话说，受烃分压的影响。对于裂解系统，我们把烃和稀释蒸汽混合气体的压力称总压(即表现压力)，烃分压是混合物中烃的压力。,4、流程介绍,4.1、裂解炉系统 高烃分压降低乙烯选择性，所以对于给定原料，降低稀释比(稀释蒸汽/烃)或增加炉出口压力会降低乙烯收率。由

15、于丙烯经一次反应裂解，生成乙烯和甲烷，所以丙烯不受这种方式影响。因此，通过改变稀释蒸汽比和压力来改变丙烯/乙烯比是可能的，但实际上，这些变量象烃进料流量那样保持不变。所以，产品收率分布的控制主要是通过改变COT或炉出口温度来实现。,4.1、裂解炉基本情况 #裂解装置有台SL-1型裂解炉、4台SL-2型裂解炉和2台SL-2M型裂解炉, 最大投料量为256吨/小时，裂解炉适用原料见下表。,4、流程介绍,4.2、急冷系统 从裂解炉出来的高温裂解气经急冷废热锅炉TLE急速冷却，回收高位能热量产生的超高压蒸汽后，进入到急冷油和急冷水系统。急冷系统主要包括两大循环，即急冷油和急冷水循环。分别回收裂解气中伴

16、随的低能位热量，进而发生稀释蒸汽和加热有关介质；同时，分离出裂解轻、重质燃料油和粗裂解汽油作为产品送出，裂解气得到进一步冷却后去压缩系统。,4、流程介绍,4.2、急冷系统 急冷油塔（TB-210）的作用是将裂解炉流出物用油洗的办法分离出其中的重质燃料油和轻质燃料油组分，并进一步冷却裂解气。来自油冷器的裂解混合物自塔底最下一块折流板引入，急冷油进入塔釜，裂解气组分上升，在塔顶引入汽油回流，上升气体与回流的急冷油、盘油、汽油在塔盘上进行传质传热，气体中重组分冷凝，液体中轻组分汽化，建立汽液平衡，塔釜分出重质燃料油，侧线采出轻质燃料油，塔顶分出的则是水蒸汽和裂解汽油及其以下的裂解气轻组分。,4、流程介绍,4.2、急冷系统 急冷水塔（TB-220）的作用是将急冷油塔分离出的裂解气用水洗的办法冷凝出稀释蒸汽和粗裂解汽油，进一步冷却裂解气，保证去压缩和分离系统的烃类气体质量，裂解混合气体自塔最下一层进入，在塔顶和塔中部引入急冷水喷淋，粗裂解汽油和水蒸汽冷凝液进入塔釜，其它烃类组分则由塔顶流出，根据粗裂解汽油与水的