乙烯生產(chǎn)技術(shù)及應用

第40卷第8期當代化工Vo1.40, No.82011年8月Contemporary Chemica 1 IndustryAugust, 2011乙烯生產(chǎn)技術(shù)及應用張永梅'，張囡'，張家申”,張洪峰2(1.遼寧石油化工.大學(xué)、遼寧撫順13001; 2.中國石油撫順石化公司， 遼寧撫順13000)摘要:簡(jiǎn)要介紹了S當前世界乙烯T業(yè)的生產(chǎn)技術(shù),說(shuō)明了當前乙烯T業(yè)的主要專(zhuān)利技術(shù)公司的特點(diǎn)及其應用情況，主要介紹了我國C烯工業(yè)技術(shù)的發(fā)展概況，并針對我國乙烯1.業(yè)存在的問(wèn)題，提出了若干建議。關(guān)鍵詞:乙烯工業(yè);裂解技術(shù); 分離技術(shù)中圖分類(lèi)號: TQ 221.211文獻標識碼: A文章編號: 1671-0460 ( 2011 ) 08 -0841-04Ethylene Production Technology and Its ApplicationZHANG Yong -mei'，ZHANG Nan'，ZHANG Jia-shen', ZHANG Hong-feng2(1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China;2. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 130000 China)application of main patent technologies for producing ethylene were discussed. Development status of ethyleneproduction technologies in China was introduced, and some suggestions for existing problems were put forward.Key words: Ethylene industry; Pyrolysis technology; Separation Technology通過(guò)裂解石油產(chǎn)品獲得乙烯的技術(shù)與裂解工藝世界規模的乙烯裝置在運行，但在技術(shù)的細節上還技術(shù)的發(fā)展是密不可分的。各種蒸汽裂解制造乙烯有 差別"。技術(shù)的發(fā)展方向朝著(zhù)高溫、短停留時(shí)間、低烴分壓、1.1 LUMMUS 公司提高操作彈性、延長(cháng)運轉周期和簡(jiǎn)化操作步驟等方Lummus公司的乙烯生產(chǎn)技術(shù)在乙烯工業(yè)中占面，從而達到效率高、能耗低、對原料變化適應性有重要的地位,它的烯烴裝置設計經(jīng)驗很長(cháng)已有50強、裂解爐運轉周期長(cháng)以及維修方便的目的。各乙多年1。目前，在世界上共有150 多套乙烯裝置采烯專(zhuān)利技術(shù)公司為了這一目的對生產(chǎn)乙烯的技術(shù)的用 Lummus公司的生產(chǎn)技術(shù)，總的生產(chǎn)能力超過(guò)3開(kāi)發(fā)和革新從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)，這使得裂解技術(shù)不斷300萬(wàn)t,大約占世界上乙烯總生產(chǎn)能力的38%。1986地得到發(fā)展和完善。近年來(lái)，各專(zhuān)利技術(shù)公司在提年以來(lái)，在世界范圍內有54個(gè)乙烯項目,乙烯總生高反應選擇性、對原料的靈活性和增加單爐裂解能產(chǎn)能力1 460萬(wàn)va, 其中29個(gè)為新建廠(chǎng)，25 個(gè)為力等方面取得了很大的進(jìn)展。改造項目; 19個(gè)裝置裂解氣體原料, 35個(gè)裝置裂解目前生產(chǎn)乙烯的技術(shù)路線(xiàn)主要是:采用管式爐液體原料。 其中世界上最大的液體原料乙烯裝置是蒸汽裂解技術(shù)進(jìn)行裂解;采用順序分離流程、前脫采用Lummus技術(shù)設計的。在我國，20世紀70年乙烷前加氫流程和前脫丙烷前加氫流程進(jìn)行分離。代初期和后期引進(jìn)的燕山、揚子、齊魯和上海四套Lummus公司的分離流程是順序分離; Linde 公司的30 萬(wàn)ta乙烯裝置, 90 年代初開(kāi)車(chē)的盤(pán)錦和撫順乙分離流程是前脫乙烷前加氫分離;德西尼布集團的烯裝置， 90 年代中期開(kāi)車(chē)的新疆、天津、中原中型TPL公司是用漸近分離流程; S&W公司、KB公司乙烯裝置, 2000 年前后對燕山、揚子、齊魯乙烯裝和國內sT技術(shù)都是前脫內烷前加氫分離流程。置的兩輪改擴建，以及近年來(lái)新上的賽科、福建合資項目和天津、鎮海兩套百萬(wàn)噸級大乙烯等，均采1國外乙烯生產(chǎn)技 術(shù)現狀用Lummus公司技術(shù)。其流程主要特點(diǎn)如下:世界上著(zhù)名的乙烯專(zhuān)利技術(shù)公司有Lummus公(1)采用SRT-VI型裂解爐,熱效率高，對司、S&W公司、KBR公司、Linde 公司、TPLKTI原料適應性強，既適用于輕質(zhì)原料，也適用于重質(zhì)公司等，各公司的技術(shù)都是成熟可靠的技術(shù)，都有原料，乙烯收率高中國煤化工TYHCNMHG收稿日期: 2011-04-22作者簡(jiǎn)介:張永梅(1968-),女， 寧夏人，副高.遼寧石油化工大學(xué)在讀工程碩士。E-mail: 0413-882271 82@163.com,電話(huà): 0413-6865081。842當代化工2011年8月(2)急冷區設有盤(pán)油循環(huán)和減粘系統，能有高;可以分區裂解不同原料;可以在線(xiàn)清焦，延長(cháng)效降低汽油分餾塔塔釜急冷油的粘度,提高釜溫。運轉在線(xiàn)率。.3)分離流程采用順序分離,低壓脫甲烷。2) 急冷油系統有粘度控制措施。(4)采用二元和三元混合制冷技術(shù),三元制(3) 分離技術(shù):前脫乙烷前加氫流程(氣體冷可減少設備數量和投資。原料);前脫丙烷前加氫流程(液體原料);脫乙烷(5)采用催化精餾新技術(shù)對丙炔丙二烯加氫。塔可 以生產(chǎn)30%產(chǎn)量的乙烯;乙烯塔和乙烯機組成(6)低壓丙烯精餾塔和丙烯機形成熱泵。熱泵系統;丙烯塔和丙烯機組成熱泵。1.2 S&W公司1.4 Linde公司S&W公向是著(zhù)名的乙烯專(zhuān)利商之-，在世界范Linde公司是著(zhù)名的乙烯工業(yè)公司，在深冷和圍內有120多套乙烯裝置采用了S&W技術(shù),其生產(chǎn)空氣分離方面有特長(cháng)”。在乙烯生產(chǎn)技術(shù)方面:世能力占世界上乙烯總生產(chǎn)能力的30%。自1990年以界 上第-套用深冷 分離法生產(chǎn)乙烯的工廠(chǎng)是Linde來(lái)，世界上新增生產(chǎn)能力的40%采用了S&W技術(shù)。公司于1931年建成的;第- -套大型的生產(chǎn)乙烯的工在加拿大Novachem, S&W公司建造了生產(chǎn)能力最大廠(chǎng) 是Linde公司采用熱裂解、裂解氣凈化及低溫氣的以乙烷為原料的乙烯裝置(127 萬(wàn)t/a)。在我國大體分離等技術(shù)在 1965 年建成的。目前，Linde 公司慶、茂名1'和廣 州乙烯,揚巴和中海殼牌兩套合資在世界范圍內建有300多臺裂解爐,15個(gè)國家的30乙烯，廣州乙烯改造和上海2"乙烯的第二輪改造,余套大型生產(chǎn)乙烯的工廠(chǎng)采用Linde 公司的技術(shù),以及正在建設的中石油撫順和四川兩套大乙烯中,約占世界現有裝置總生產(chǎn)能力的20%。在我國Linde都采用S&W的技術(shù)。其流程主要特點(diǎn)如下:公司于1984 年在上海石化建造了一臺4萬(wàn)t/a的裂(1) USC (超選擇性)裂解爐:高熱效率 解爐。1996年9月建成投產(chǎn)的吉化30萬(wàn)ta乙烯裝93% ~ 94%;既適用于輕質(zhì)原料，又適用于重質(zhì)原置及其后來(lái)的70萬(wàn)t/a 改擴建，還有最近完工的新料;高烯烴收率;爐管壽命長(cháng)。疆獨山子100萬(wàn)/a乙烯,采用的都是Linde公司的(2) SLE (選擇線(xiàn)性換熱器)急冷鍋爐:最小技術(shù)。 其流程主要特點(diǎn)如下:體積;短停留時(shí)間;非常低的結焦，不需離線(xiàn)清焦。(1)裂解爐特點(diǎn):在裂解爐設計方面具有獨到(3)用乙烷爐裂解氣汽提調節急冷油粘度,之處;適用于以柴油、加氫尾油為原料的重質(zhì)裂解料;解決了急冷油粘度控制的難題。二次注汽技術(shù);輻射段可以是單爐膛或雙爐膛。(4) HRS (熱集成精餾系統):熱集成與組分(2)分離流程特點(diǎn):前脫乙烷;碳二加氫采精餾組合;采用熱泵技術(shù)以降低能耗;降低了冷劑用前加氫,等溫反應器;乙烯精餾塔采用熱泵系統;的耗量;采用雙塔前脫丙烷前加氫和雙塔高壓脫甲可用溶劑吸收法回收乙炔。烷;投資降低，增強了與其它流程的競爭力。1.5 TPUKTI 公司1.3 KBR公司TPLKTI公向報價(jià)技術(shù)為T(mén)OPKIN技術(shù),TOPKINKBR是Kellogg和B&R合并組成的新公司。原技 術(shù)由荷蘭KTI公司的GK型裂解爐及德西尼布集團Kellogg公司乙烯技術(shù)的特點(diǎn)是采用毫秒裂解爐和的TPL漸進(jìn)分離技術(shù)所組成。兩個(gè)公司于1971年成順序分離流程; B&R的分離技術(shù)是對氣體裂解原料立， 從聯(lián)合至今已設計了共16套乙烯裝置，總能力采用前脫乙烷前加氫技術(shù)，對液體裂解原料采用前達500多萬(wàn)Va,而改擴建裝置則達到15套。其設計脫丙烷前加氫技術(shù)。在大慶第一輪乙烯改擴建中增60萬(wàn)t/a的乙烯裝置達11 套,有著(zhù)豐富的總承包經(jīng)加的18萬(wàn)t/a新線(xiàn),即采用了原B&R公司提供的前驗。 我國的遼陽(yáng)及北京東方乙烯裝置即采用德西尼脫丙烷前加氫流程，目前操作狀態(tài)良好。KBR 公司布集團的技術(shù),東方乙烯由TPL設計,采用KTICK-成立以后，把Kellogg、B&R和EXXON三家的技術(shù)V型裂解爐，簡(jiǎn)化的漸近分離技術(shù)。揉合在一起，形成一個(gè)新的“SCORE" ( SelectiveKTI公司在裂解爐設計方面有著(zhù)自己的特點(diǎn)，Cracking Optimum Recovery )技術(shù)。蘭州第_輪乙烯其裂解爐為 CK型，具有世界上唯- - 商業(yè)化的產(chǎn)率改造中所并聯(lián)的45萬(wàn)tla乙烯新線(xiàn)，使用的是這一預測軟件 SPYRO。KTI 公司利用SPYRO軟件及自技術(shù)。KBR 乙烯技術(shù)的特點(diǎn)如下:己的經(jīng)驗開(kāi)發(fā)并設計出先進(jìn)的GK- V型裂解爐。(1)裂解技術(shù):原料適應性廣，可用乙烷 GK-V型裂解爐為中國煤化工大比表_VGO等各種原料;單程爐管，停留時(shí)間短,收率面積,第 二程有較YHCNMHG烴分壓。第40卷第8期張永梅，等:乙烯生產(chǎn)技術(shù)及應用843這樣可以提高升溫段管壁的熱強度，減少反應物的熱效率高93% ~ 94%;操作彈性大、原料適應性強;停留時(shí)間，降低烴的分壓，提高烯烴的收率。操作上安全、穩定、可靠;低投資、低操作費用。TPL公司的漸進(jìn)分離技術(shù)是以最小的能耗達到后來(lái)中石化與Lummus公司合作開(kāi)發(fā)了Sl-II分離的目標?；驹瓌t是對相鄰組分實(shí)行不完全分型10萬(wàn)ta乙烯裂解爐，其技術(shù)主要基于Lummus離，而對相差較遠的組分實(shí)行完全分離，為實(shí)現理公司的SRT-VI技術(shù),先后在上海、揚子、齊魯建想分離順序而采用多步分離的方法。漸近分離流程成投產(chǎn)。同時(shí)中石化與Lummus公司合作又開(kāi)發(fā)了為實(shí)現降低壓縮及制冷的功率,并結合其流程的特SL-I型,其規模達15萬(wàn)t/a以上,應用于鎮海100點(diǎn)，而采用中壓雙塔脫甲烷。萬(wàn)tVa 乙烯裂解裝置中，主要技術(shù)特點(diǎn)是采用2-1型爐管配線(xiàn)性急冷鍋爐的雙爐膛裂解爐。2國內乙烯生產(chǎn)技 術(shù)現狀2.2分離技術(shù)方面中國石化總公司于1983年成立,它的成立加快在乙烯分離技術(shù)的開(kāi)發(fā)方面,中國石化工程建設了我國乙烯生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,在近30年的研究公司已采用自有技術(shù)完成了天津和中原等中型乙烯開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我國國產(chǎn)化乙烯技術(shù)取得了很大進(jìn)展。裝置的改造,獲得成功。同時(shí),中國石化科技公司( ST )截止2010年底，我國共擁有乙烯生產(chǎn)企業(yè)24家,組織中國石化工程建設公司等相關(guān)單位,完成了國家生產(chǎn)裝置27套，合計產(chǎn)能達到1496萬(wàn)tla"?？萍脊リP(guān)80萬(wàn)Va乙烯分離成套[藝包的開(kāi)發(fā),把2.1 裂解技術(shù)方面通過(guò)了國家驗收。該技術(shù)針對我國乙烯裝置裂解原料中國石化工程建設公司聯(lián)合北京化工研究院、偏重的特點(diǎn)，以典型的石腦油裂解氣為基礎,采用前化T機械研究院等國內其他單位,共同進(jìn)行科技攻脫丙烷前加氫、前冷碳二與碳三洗滌及分凝分餾塔關(guān)，成功開(kāi)發(fā)了CBL裂解爐技術(shù),在國內多家企業(yè)(CFT) 等技術(shù)向，開(kāi)發(fā)了低能耗乙烯分離技術(shù)建成、投產(chǎn)了裂解爐，并先后通過(guò)了驗收。之后相(LECT),并申請了發(fā)明專(zhuān)利”。中石化武漢80萬(wàn)tVa繼成功開(kāi)發(fā)出CBL-II、 CBLII、 CBL-IV、CBL-乙烯即采用了這一具有 自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)化技術(shù)，V型裂解爐",適用于乙烷、石腦油、輕柴油和加這也是國內乙烯分離技術(shù)在大型新建裝置上的首次氫尾油等原料的裂解'。2002 年應用CBL爐技術(shù)為應用。該流程的技術(shù)特點(diǎn)歸納如下: .齊魯石化成功建設了9萬(wàn)t/a乙烷爐;2005- -2006年,(1) 急冷油塔設置盤(pán)油循環(huán)取熱，使塔內的采用CBL- H型裂解爐技術(shù)為齊魯石化建設6萬(wàn)Ua溫度分布更合理。和8萬(wàn)ta液體爐各1臺。(2) 增加重燃料油汽提塔,從而達到控制急為加快大型裂解爐技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程，中石化與冷油粘度、提高急冷油塔塔釜溫度的目的。Lummus公司合作開(kāi)發(fā)新的乙烯技術(shù)。1999年中石化(3)裂解氣壓縮機采用五段,壓縮比低，減與Lummus公司合作開(kāi)發(fā)了SL- I型裂解爐,其技術(shù)少了裂解氣在壓縮機內結焦的趨勢，可延長(cháng)壓縮機是基于中石化CBL裂解爐技術(shù),采用兩程高選擇性連續運行的周期。2-1型爐管,二次注汽,浴缸式急冷鍋爐等技術(shù)。該(4)雙塔前脫丙烷系統降低了塔釜再沸器的爐應用于燕化公司化T一廠(chǎng),設計原料為NAP、HGO結焦;低壓脫丙烷塔頂碳=餾分直接進(jìn)人碳三加氫和HVG0, - -次投料成功，經(jīng)過(guò)考核驗收，其收率、系統，降低冷分離系統的負荷。碳二前加氫系統不.運行周期、熱效率等方面均達到或超過(guò)設計值。在僅脫除了全部的乙炔.同時(shí)也脫除了大量的MAPD,天津、鎮海的100萬(wàn)t/a乙烯裝置，武漢80萬(wàn)tla乙降低了碳三加氫系統的負荷;絕熱固定床反應器比烯裝置中，均采用SL-I型爐技術(shù)。以CBL裂解爐等溫反應器投資低。技術(shù)為基礎的SL- I型爐工藝技術(shù)方案為: 10~12(5) 碳三洗滌塔、碳二洗滌塔、冷箱、預脫萬(wàn)t及以下能力裂解爐采用單輻射段, 15萬(wàn)t裂解爐甲烷塔和脫甲烷塔合理的布置形成新的流程，使物采用雙輻射段，高選擇性2-1型爐管、高溫裂解氣料得到了合理分配，能量得到合理的利用，既減少急冷、對流段根據不同原料的需要分別采用-一次注了冷量消耗也減少了乙烯的損失。汽和二次注汽工藝，并在對流段設有超高壓蒸汽過(guò)(6)采用分凝分餾塔(CFT),該設備不僅有傳熱段。裂解爐所采用的爐管為高選擇性?xún)沙虪t管,熱作用也有傳質(zhì)作用，既使物料得到分離，同時(shí)更它具有停留時(shí)間短、烴分樂(lè )低的特點(diǎn)。SL- I型裂解加有效地回收了系V乙I中國煤化立 自主知爐技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn):裂解選擇性高;運轉周期長(cháng);識產(chǎn)權的新設備。MHCNMHG6頁(yè))