独山子乙烯生产技术和工艺流程介绍教学提纲.ppt
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1、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、丙烯酰胺用丁二烯生产的典型系列产品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 5
2、8%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。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
3、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)乙烯乙烯(C2)乙烷(C2)丙二烯/丙炔(C3)丙烯丙烯(C3)丙烷(C3)丁二烯丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷(C4)戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷(C5)C6-C8非芳 杂质 苯苯、甲苯甲苯、二甲苯二甲苯/乙苯/苯乙烯 CO C9-205 DEG C CO2 205-288 DEG C (裂解柴油)H2S288+DEG C (裂解燃料油)H2O 裂解反应裂解反应高温 800900oC短停留时间 0.010.7秒低
4、烃分压 国内乙烯收率 30%35%主要乙烯专利商主要乙烯专利商(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)/LSCCTechnip(KTI)典型裂解气分离流程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。评价:各专利商都拿出数据和研究成果说明自己的流程是
5、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。乙烯装置基本构成乙烯装置基本构成 从原理上分:从原理上分:裂解分离从流程和布置上分从流程和布置上分: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)冷箱乙烯心脏乙烯心脏我国乙烯现状我国乙烯现状至”九五”末,首次建成乙烯装置基本
6、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.投入生产的乙烯装置投入生产的乙烯装置上海1#14.5 三菱辽化 12 抚顺 18 Lummus盘锦 18 Lummus北京东方 15 TP广州 20 SW中原 18 Lummus独山子 22 Lummus上海 70 Lummus燕山 71 Lu
7、mmus大庆 60 KBR扬子 65 Lummus齐鲁 72 Lummus扬巴 60 SW赛科 90 Lummus南海 80 SW吉化大 70 Linde吉化小 15茂名 100 SW/Lummus 兰州(新建45)60 KBR天津 20 Lummus建设中的乙烯装置建设中的乙烯装置独山子 100 Linde天津 100 Lummus镇海 100 Lummus福炼 80 Lummus四川 80 SW抚顺 80 SW武汉 80序号序号项目名称与建设内容项目名称与建设内容设计内容设计内容设计时间设计时间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 2004-20062
8、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 2004-20063中海-壳牌南海80万吨/年乙烯装置2002-20054扬子-BASF石化一体化工程基础化学品装置(BCC),65万吨/年乙烯 20025盘锦乙烯工业公司16万吨/年乙烯装置增产改造项目 1995-19966抚顺乙烯15万吨/年乙烯挖潜改造项目 1994-19967广州乙烯工程16万吨/年乙烯装置 1993-19968北京乙烯工程东方化工厂15万吨/年乙烯装置 1992-19949抚顺乙烯工程12万吨/年乙烯装置 1991序号序号项目名称与建设内容项目名称与建设内容设计内容设计
9、内容设计时间设计时间10盘锦乙烯工程13万吨/年乙烯装置 1987-199011大庆石化乙烯工程30万吨/年乙烯装置 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,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。如压缩机和透平、锅炉给水泵、冷箱等。寰球寰球 承担初步设计、详细设计和技术服务;其他承担初步设计、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。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
10、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
11、。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。主要原料及工况主要原料及工况 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。序号指标名称单位数量备注二主要原料和辅助原
12、料1主要原料石脑油t/a2024800加氢尾油At/a686000加氢尾油Bt/a0轻烃t/a0LPG141904序号指标名称单位数量备注2辅助原料甲醇m3/h0(5)20%碱液kg/h5400(7000)浓硫酸kg/h150-250(2000)阻聚剂 I阻聚剂 II阻聚剂 IIIkg/hkg/hkg/h5.8(6.7)5.3(6.4)4.8(7.9)防腐剂kg/h2.1(6.3)中和胺kg/h0.3(0.5)二甲基二硫kg/h4(129)胺kg/h1.2(1.5)除氧剂kg/h0.3(0.5)序号指标名称单位数量备注三燃料天然气燃料LPGt/ht/h9.5(65)0(48)四动力和公用物料消
13、耗1新鲜水m3/h0(20)2循环冷却水m3/h47358(60100)3精制水m3/h367.8(580)4高压消防水m3/h0(1500)5电kW19426.16蒸汽(4.1MPa蒸汽)t/h5(360)蒸汽(1.5MPa蒸汽)t/h-30送出界区蒸汽(0.5MPa蒸汽)t/h-68.3送出界区7工艺凝液t/h-237.5(-293)送出界区8透平凝液t/h0(-220)送出界区9氮气Nm3/h1000(25000)10仪表空气Nm3/h2000(2500)序号 指标名称单位数量备注11工厂空气Nm3/h4100(6000)12清焦空气Nm3/h0(55000)五三废(废气、废液、废渣)排
14、放量1废气裂解炉清焦罐废碱氧化单元火炬Nm3/h Nm3/hNm3/ht/h8600005700039001000连续间断连续事故排放2废液工艺排污水含盐污水生活污水m3/hm3/hm3/h17(180)18(22)0.5(2)3废渣炉焦和急冷油焦粒污油泥t/am3/h132(40)六装置占地面积公顷9.33七建、构筑物占地面积m230250八装置定员人123产品和副产品产量产品和副产品产量:序号序号 物料名称物料名称 单位单位 小时产量小时产量 年产量年产量 备注备注1 1 乙烯乙烯 t t 125125 1000,0001000,000 送送FDPEFDPE、HDPEHDPE SM SM等
15、装置等装置2 2 丙烯丙烯 t t 62.562.5 500,000500,000 送送PPPP装置装置3 3 氢气氢气 t t 2.752.75 22,00022,000 供装置加氢供装置加氢4 4 及外送及外送4 4 甲烷甲烷/氢氢 t t 51.50351.503 412,024412,024 作燃料作燃料 5 5 裂解碳四裂解碳四 t t 40.61640.616 324,928324,928 送丁二烯装置送丁二烯装置 6 6 加氢汽油加氢汽油 t t 52.95352.953 423,634423,634 送芳烃抽提装置送芳烃抽提装置7 7 加氢碳九加氢碳九 t t 8.9568.9
16、56 71,64871,648 送罐区,销售送罐区,销售8 8 未加氢碳五未加氢碳五 t t 19.502.502 156,016,016 送罐区,销售送罐区,销售9 9 裂解轻柴油裂解轻柴油 t t 6.0586.058 48,46448,464 送罐区,销售送罐区,销售10 裂解燃料油裂解燃料油 t 5.685 45,480 t 5.685 45,480 送罐区,销售送罐区,销售原料预热原料预热裂解炉裂解炉急冷油急冷油/水系统水系统裂解气裂解气压缩系统压缩系统预冷和干燥预冷和干燥C2/C3分离分离C2加氢加氢C1/C2分离分离甲烷化甲烷化乙烯分离乙烯分离乙烯制冷乙烯制冷C3/C4分离分离C
17、3加氢加氢丙烯分离丙烯分离C4/C5分离分离汽油加氢汽油加氢1段段C8/C9分离分离汽油加氢汽油加氢2段段C5/C6分离分离工艺蒸汽系统工艺蒸汽系统碱洗系统碱洗系统丙烯制冷丙烯制冷乙烯乙烯丙烯丙烯氢气氢气加氢汽油加氢汽油C9+馏分馏分C4馏分馏分C5回裂解炉回裂解炉丙烷回丙烷回裂解炉裂解炉乙烷回裂解炉乙烷回裂解炉工艺流程工艺流程01炉区炉区05废水区废水区02热回收区热回收区02热回收区热回收区03压缩和甲压缩和甲烷化区烷化区03压缩和甲压缩和甲烷化区烷化区04分离和汽分离和汽油加氢区油加氢区04分离和汽分离和汽油加氢区油加氢区06配变配变电所电所和机和机柜室柜室07装装置置主主管管廊廊(1)
18、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;
19、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。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
20、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
21、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。对流段辐射段炉管布置(3)急冷急冷 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
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