乙烯工程课件4

1、第四章 45万吨乙烯装置概况 第一节 装置概况 第二节 乙烯装置特点 第三节 主要技术经济指标 65万吨乙烯改造工程第一节 装置概况 乙烯是石油化工的基础原料之一。它与丙烯、丁二烯、苯、二甲苯、乙炔及萘同属基本有机原料。是三大合成材料（合成塑料、合成橡胶、合成橡胶）的基础原料。 在世界上各种化工产品中，乙烯产量仅次于合成氨，占第二位。世界上往往以乙烯生产能力来衡量一个国家石油化工工业的发展水平。世界十大乙烯生产国的生产能力（2000年）（单位kt/a） 美国日本德国韩国中国大陆加拿大俄罗斯沙特阿拉伯法国荷兰总计占世界总能力的百分比 26036 7800 5032 5020 4430 3878

2、3600 3358 3177 2950 65261 72% 我国以乙烯为起点的石化工业是在五十年代后期才开始发展起来的。当时建设的装置规模小、技术落后，每吨乙烯的能耗高，产品纯度也较低。自七十年代初开始引进大型的乙烯装置。从能力、技术、能耗等方面看，初步改变了我国乙烯工业的落后状况。这批装置的建成和后来的改扩建，对我国国民经济的发展起到一定的作用。随着国民经济的不断发展，为进一步满足和提高人民物质文化水平的需要，我国的乙烯工业还必须大力发展。 扬子乙烯装置是1979年从日本东洋工程公司引进，于1987年7月建成投产，本装置利用常压柴油（AGO）、石脑油（NAP）、轻石脑油（LNAP）、HGO/

3、HVGO、循环乙烷等原料，按不同组份、比例混合成裂解原料，通过高温裂解，深冷分离出主产品乙烯和丙烯以及副产品混合碳四，碳三液化气，甲烷，氢气和加氢汽油。年产30万吨聚合级乙烯，16万吨聚合级丙烯。1995年12月装置生产能力改造扩大为年产40万吨乙烯，18万吨聚合级丙烯。 装置采用美国鲁姆斯公司的专利技术,裂解单元采用SRT型裂解炉；分离单元采用深冷顺序流程；裂解汽油加氢单元采用鲁姆斯DPG两段加氢技术。 本装置设计每年操作8000小时，裂解原料消耗量为：AGO 526800吨/年、HGO/HVGO 396000吨/年、混合石脑油396000吨/年、循环乙烷108040吨/年。 产品用途 乙烯

4、和丙烯都是有机化学工业的基本原料，乙烯、丙烯及其衍生物，构成了三大合成材料及其整个石油化学工业的基础。 本装置的主要产品乙烯用于生产低压高密度聚乙烯，环氧乙烷及乙二醇，并生产乙醛和醋酸；丙烯产品用于本体法生产聚丙烯；加氢汽油供芳烃厂作芳烃抽提的原料；联产品混合碳四送丁二烯抽提装置生产1.3-丁二烯;湿氢并入公司管网;干氢外送塑料厂和自用;其它副产品裂解燃料油、裂解柴油、甲烷、富氢、碳三液化气等作为工业炉燃料和民用液化气。碳五、碳九可用作石油树脂、溶剂油生产原料。生产过程及基本原理 1、 裂解工序2、 压缩工序3、 分离工序主要设备一览表 1、加热炉类2、塔器类3、反应器类4、引风机和压缩机类1

5、、加热炉类序号设备位号设备名称型号台数烃类停留时间1E-BA101柴油裂解炉SRT10.378S2E-BA102柴油裂解炉SRT10.378S3E-BA103柴油裂解炉GK10.225S4E-BA104柴油裂解炉SRT10.378S5E-BA105柴油裂解炉SRT10.378S6E-BA106柴油裂解炉SRT10.378S7E-BA107柴油裂解炉SRT10.378S8E-BA108乙烷裂解炉SRT10.75S9E-BA109蒸汽过热炉110E-BA110柴油裂解炉SRT10.378S11E-BA111柴油裂解炉SRT10.33S12H-BA101A/B二段加热炉113H-BA2101二段加热

6、炉12、塔器类序号设备名称设备位号外形尺寸(MM)内径* 高度净重(T)壳体+内件介质塔形式1汽油分馏塔E-DA1016600*23100108+烃类填料2燃料油汽提塔E-DA1021200*69006.7+1.4裂解燃料油板式3柴油汽提塔E-DA1031200*7550裂解柴油板式4水急冷塔E-DA104500/6800*1790075.8+烃+水填料5工艺水汽提塔E-DA1051600*123507.8+2.3水+蒸汽板式6第二急冷塔E-DA1601800*1080013.88+烃+水填料7汽油汽提塔E-DA201900*131003.9+0.7汽油板式8凝液汽提塔E-DA2021000*

7、160507.3+1烃+水板式9碱/水洗塔E-DA2032800*1860053.5+碱填料10干燥器进料洗涤塔E-DA2042400*855028.4+2.8烃+水板式11酸性气体吸收塔E-DA2312800*1860032.2+8.8废碱板式12脱甲烷塔E-DA3011250/1800*4625030.5+C1填料13脱乙烷塔E-DA4012200*3150060.6+C2板式14乙烯精馏塔E-DA4023200*62600182.7+乙烯+乙烷板式15脱丙烷塔E-DA404A1700*2700021+5.9C3+C4板式16高压脱丙烷塔E-DA404B1900*3255040.8+C3+

8、C4板式17脱丁烷塔E-DA4051700*1885011.7+4.5C4+板式18丙烯精馏塔E-DA4064500*69000347.5+208.2丙烯+丙烷板式19甲烷汽提塔E-DA4071200*1470011.6+1丙烯+丙烷板式20碳二绿油吸收塔E-DA4081900*612511.6+2.5C2填料21碳三液化气再蒸塔E-DA409500*82002.5+0.7C3填料22丙烷精制塔E-DA4102200*3287252.785丙烷+丙烯板式23预脱C6-C8塔H-DA1011600*2140013.7+C6C9填料24BTX塔H-DA1022500*2070028.9+15C6C

9、9板式25硫化氢汽提塔H-DA103900*189008.1+1.1C6C8+H2S板式26脱戊烷塔H-DA1512200*2410031.65裂解汽油板式27第二硫化氢汽提塔H-DA2103800*218607.196裂解汽油板式3、反应器类序号设备名称设备位号外形尺寸(MM)内径* 高度净重(T)介质催化剂数量1甲烷化反应器E-DC3011300*35007.63H22M32乙炔转化反应器E-DC401A/B3300*530033.1C227.2M33乙炔转化反应器E-DC401C3300*5300C227.2M34丙二烯转化器E-DC402A/B/C700*38502.2C31M35汽油

10、加氢一段反应器H-DC1011450*1130015.2H2C689.4M36汽油加氢二段反应器H-DC1021400*650010.4H2C688M37新二段反应器H-DC21021400*65009.68H2C686M34、引风机和压缩机类序号设备名称设备位号特征功率KW转速r/min驱动型式电压 电流(V) (A)1裂解炉引风机E-GB101107双吸离心55980电机2乙烷裂解炉引风机E-GB108双吸离心371480电机3蒸汽过热炉引风机E-GB109单吸离心162980电机60004裂解炉引风机E-GB110双吸离心电机5裂解炉引风机E-GB111电机6裂解气压缩机E-GB201离

11、心式8052359575685365透平114 5157燃料气压缩机E-GB301螺杆式3404190透平15.7 2908甲烷冷剂压缩机E-GB302A/B对称往复900420电机60009氨冷冻压缩机E-GB401A/B电机10丙烯冷冻压缩机E-GB501离心式166584276透平114 51511GB501空冷器风机E-GB504AH轴流式11477电机12乙烯冷冻压缩机E-GB601离心式20409811透平42.2 38513火炬气压缩机E-GB701A水环式14火炬气压缩机E-GB701D螺杆式电机15循环氢压缩机H-GB10137012300透平15.7 29016新二段循环氢

12、压缩机H-GB2101A/B一段进一段排二段进二段排一段进一段排二段进二段排汽油加氢装置 裂解汽油加氢工序的任务是将来自乙烯单元的裂解汽油中的C-5及C+9脱除，剩余的C6C8中心馏份经过二次加氢后作为二段加氢产品，去芳烃装置，作为芳烃抽提的原料，C-5及C+9作为附产品产品送出界区。第二节 乙烯装置特点1、原料重质化，裂解采用SRT型裂解炉以及先进的SRT和GK型炉，炉子处理能力大、台数少。2、裂解炉和裂解废热锅炉（TLE）的清焦采用在线烧焦技术，使炉管可以在热态下清焦，避免了裂解炉的频繁停车和频繁水力清焦，有利于延长设备寿命。3、汽油分馏塔和急冷水塔，由浮阀塔改为填料塔，减少了裂解炉出口到

13、裂解气压缩机之间的压力降，从而减少了压缩机功率。4、BA106/BA107可用于乙烷和原料油混合裂解，也可用于单独裂解乙烷。单独裂解乙烷时裂解气进DA160（第二急冷水塔），混合裂解时裂解气进DA101（汽油分馏塔）。5.现急冷水系统的最佳设计，从急冷水中回收更多的热量，减少了低压蒸汽的消耗量。6.采用低压降换热器以减少裂解气压缩机的段间压力降，碱洗塔采用填料塔进一步减少段间压降。7.改善预冷系列换热器的综合传热效果，减少冷冻负荷，对热量用户、温度和热负荷实现了最佳化。8.采用低压脱甲烷技术与传统的高压脱甲烷技术比较，显著降低了能量消耗。生产数据表明，在正常操作时或上游设备（例如裂解炉切换）、

14、变换原料种类时，低压脱甲烷塔都能平稳操作。9.通过多股进料和进料预热实现了脱乙烷塔系统的优化。预热进料回收了脱甲烷塔的冷量，因此降低了冷量的消耗。10. 在乙烯精馏塔再沸器内最大限度的回收冷量，进一步降低乙烯精馏塔的能耗。增加侧线再沸器，也是降低能耗的措施。11. 用双塔脱丙烷技术，脱丙烷操作在两个塔系内完成。第一脱丙烷塔在比较高的压力下操作，第二脱丙烷塔则在较低压力下操作。这种流程兼顾了高、低压法脱丙烷的优点，在一定程度上克服了两者的缺点，既节省了冷量，又避免了提馏段的结垢问题。12. 增设火炬气回收系统，回收装置排出的火炬废气，经压缩机加压后送入燃料气系统作为燃料。第三节 主要技术经济指标

15、序号序号项目项目单位单位指标指标备注备注1装置处理能力万吨/年134122炉子台数台103每台炉生产能力万吨/台4万吨/小时6万吨/小时SRT型炉SRT、GK型炉4乙烯总收率%30335原料消耗吨/吨乙烯32976电耗千瓦时/小时6370序号序号项目项目单位单位指标指标备注备注7燃料消耗千克/小时797708蒸汽超高压蒸汽高压蒸汽中压蒸汽低压蒸汽吨/小时吨/小时吨/小时吨/小时540402816612739132159冷却水立方米/吨乙烯388包括冷却水及锅炉给水10年操作时间小时/年8000净化车间区原料罐区 汽油加氢热区循环水成品罐区丁二烯压缩区冷急冷区炉区水汽921000210000乙乙

16、烯烯装装置置总总平平面面图图乙 烯 大 道烯 烃 路中工厂北北65万吨乙烯改造工程 扬子石化股份有限公司乙烯装置1995年底从30万吨/年规模改扩建到40万吨/年，1996年乙烯产量达到41.1万吨，实现头年改造次年达标的目标。该工程于1997年1月9日被国家经贸委授予国家“八五”技术改造优秀项目奖，并于同年6月3日由国家竣工验收委员会正式验收。进一步对该装置进行改造，使其能力提高为65万吨/年，不但可以形成更大的规模生产，发挥规模效益，同时也可以借此机会采用国内外的先进工艺、先进技术，进一步降低物耗、能耗，在激烈的市场竞争中占取主动。 65万吨/年乙烯改造主要工程包括: 乙烯装置由40万吨/

17、年改造至65万吨/年，汽油加氢装置由30万吨/年改造至50万吨/年，丁二烯装置由10万吨/年改造至20万吨/年，聚乙烯装置由15万吨/年改造至35万吨/年，聚丙烯装置由16万吨/年改造至36万吨/年。 65万吨乙烯改造工程项目初步筹资额为448883.51万元（含外汇17515.68万美元），其中建设投资为414023.37万元（含外汇17515.68万美元），建设期贷款利息24309.39万元，铺底流动资金为10550.75万元。初步概算：乙烯装置投资108111.61万元（含外汇4101万美元），汽油加氢装置投资7299.32万元（含外汇55万美元），原料罐区3171.59万元，成品罐区3

18、22.61万元。改造原则 1、充分发挥国有股份制企业优势，尽可能利用国内外先进技术，立足内涵发展、节能降耗，改造后装置的主要技术经济指标接近世界水平。2、总结扬子石化40万吨乙烯改造工程的经验，坚持勤俭高效的方针，加大国产化力度，尽量节省投资和外汇，加快建设进度，控制基建投资，保证工程质量，做到少投入，多产出。3、充分依托现有公用工程等条件，依照投资少、时间省、效益好的原则，挖潜增效，整体优化。充分依托现有的管理、技术、操作及维修人员，做到不新增定员。4、总图布置上力求节约用地，乙烯装置在原界区内改造，不新征用地。5、加强“三废”治理，搞好环境保护，在充分利用现有设施的余量、节省投资的基础上，

19、增建必要设施，严格实现乙烯装置排出物合格排放。6、改造方案要兼顾生产与施工的需要，尽可能减少施工与生产的交叉，统一规划分步实施。装置设计和专利技术 乙烯装置新区裂解炉部分的工艺包和基础设计由ABB Lummus Heat Tranfer、BPEC共同完成；分离部分的工艺包由ABB Lummus Globol公司完成，基础设计由SPIDI和TEC共同完成；其余部分的基础设计由SPIDI完成；详细设计全由SPIDI完成。 裂解部分：采用ABB Lummus公司与中国石化集团公司技术开发中心合作开发的10万吨级大型裂解炉，具有乙烯收率高、热效率高、能耗低等优点，是当今世界上最先进的炉型之一。基础设计

20、由中外双方合作完成，详细设计国产化。 分离部分：采用ABB Lummus公司的深冷顺序分离技术进行改造，引进工艺包，中外双方共同完成基础设计，由国内完成详细设计。改造将引进先进的急冷油粘度控制系统、二元制冷系统等新工艺、新技术。乙烯装置与下游装置的物料关系 乙烯裂解料：213万吨/年电力：4449 KwH循环水：34400吨/小时氮气：1090m3/h(N)工厂风：22169 m3/h(N)仪表风：2450m3/h(N)燃料：54204Mmcal/h 65 万 吨 / 年 乙 烯 装 置乙烯：65万吨/年（去BL）丙烯：31.93万吨/年（去BL）氢气：2.49万吨/年（去BL）甲烷：0.87

21、万吨/年（去BL）裂解汽油：43.88万吨/年（去DPG）混合C4：22.5万吨/年（去GPB）裂解燃料油：7.0万吨/年（去BL）碳三液化气：1.81万吨/年输入SS：199.665吨/小时HS：206.570吨/小时（去BL）MS：48.014吨/小时（去DPG和GPB）LS：1.4吨/小时（去GPB）循环回水：34400吨/小时排放气（烟气）：671900 m3/h(N)废水：17吨/小时（去污水处理）裂解汽油加氢装置 为了与65万吨乙烯装置改造工程相适应，裂解汽油加氢装置增加了规模为20万吨/年的生产线。年操作时间为8000小时。 本部分的目的是将C6C8中心馏份从C5205裂解汽油中

22、分离出来，然后，通过加氢将其中不饱和烃变成饱和烃，并除去其它有机杂质。 自控和仪表 老区乙烯装置采用集散控制系统TDC-3000 APM、PM及原30万吨乙烯装置TDC2000 BC进行整个装置的监测和控制，TDC-3000 LM实现装置的联锁。集散控制系统（DCS）控制稳定、可靠、精度高、操作方便、控制功能强大，具有丰富的应用软件支持。新区将充分利用现有DCS系统的LCN网且选用更为先进的HPM控制站，并对现有DCS进行必要的软件和硬件升级，通过将老区DCS的LCN网从中控室CCR延伸至新装置区的机柜室NRR，实现65万吨乙烯装置由一套DCS控制和操作。配置与上级控制网、管理网接口。因老区8

23、台裂解炉仍采用第一代TDC-2000产品（BC）,产品落后、故障率高、缺少备件来源，给生产带来极大隐患，故将原BC控制器更新为HPM，原DATA HIGHWAY（HG）更新为UCN（NIM）。 整个装置的DCS控制系统，将实现对65 万吨/年乙烯装置（包括：原料罐区部分信号、成品罐区、火炬气工段、新增消防系统等）进行检测、简单控制、高级控制、顺控、报警等功能。 对部分分析仪表及压缩机轴振动、轴位移、相位移、转速表、超速保护器等考虑安装在辅助仪表柜上，其标准输出信号再进DCS，报警、联锁信号进ESD。电子调速器安装在辅助操作台上。 仪表选型原则：选用产品质量可靠、技术先进、性能价格比高、维护方便

24、的先进电动仪表为原则。选型尽可能与工厂现状一致，但不包括落后、淘汰产品。同等条件下优先选用国产仪表，不选用试生产产品。考虑智能仪表的采用。 温度指示点的现场信号，采用现场多路转换卡，32点一组输入DCS。 采用数字通信智能仪表，实现仪表的远程故障诊断、调校等功能。 由于现场电磁阀至新机柜间NRR距离较远，采用低功率电磁阀。检测和控制方案 1、裂解炉 混合喷嘴二次注汽进出口温差与二次注汽流量组成串级控制，每组炉管出口裂解气平均温度与6组炉管出口裂解气平均温度差为主环，一段注气及原料流量配比系统为付环，主、付环组成串级配比控制系统。总负荷为主环，各进料量为付环的串级控制。平均裂解炉COT温度调节燃

25、料气量的裂解炉燃烧控制。自动清焦程序控制。蒸汽发生系统控制。2、压缩机 压缩机防喘振最小旁路流量控制系统、压缩机透平电子调速系统及三选二电子超速保护联锁、压缩机轴振动、轴位移报警、联锁系统。3、精馏塔 高塔压再沸器热源切断联锁，以降低火炬负荷。设置三个单独压力变送器，通过硬接线连接进ESD系统，进行三取二表决，实现可靠联锁。三个变送器之间信号偏差过大，首先引起报警。再沸器热源切断阀将配置两个电磁阀，确保在其中一个电磁阀故障时，实现安全联锁。该联锁动作时，ESD系统通过带动再沸器热源阀的电磁阀使热源阀关闭，同时输出一接点信号给DCS，DCS同时输出4毫安信号给该阀使其关闭。 4、乙烯精馏塔： 塔

26、底某塔板乙烯成份及丙烯压缩机三段吸入罐出口至二段吸入罐流量组成的串级控制系统，侧线出料流量与中间再沸器物料液位组成高液位超驰流量控制。出料流量与回流流量组成串级配比控制。5、丙烯精馏塔 某塔板丙烯成份与两个再沸器热源进口流量分别构成串级调节系统。塔压控制冷凝器冷源出口流量及放火炬量。6、裂解气干燥器 干燥器切换，吹洗及再生的顺序控制。装置设备 乙烯装置新区中共有设备431台其中：工业炉4台机泵115台静设备263台其他49台塔设备 装置新区中共有19台塔，其中2台为填料塔，其余为浮阀塔。塔中大型设备较多，如E-DA-1101汽油精馏塔,直径8米，高40多米(连裙座)。E-DA-1104急冷塔,

27、 直径7200/10000,高44米。最高的塔有80多米。板式塔中，多为多溢流(双流、四流)、斜降液板塔盘。换热器 装置新区中有13台冷箱，其中9台为多股流板翅式换热器，组装为二组，其余四台为双股流板翅式。 管壳式换热器中，由于壁温差较大，或有清洗要求，因而多采用浮头式和U型管式，且大型换热器较多。换热面积大于1000 m2的有12台。如E-EA- 1405换热面积为3148 m2, 直径1800/3400,管长12米。储罐 装置新区中新增两台1500m3的乙烯球罐。一台2000m3的轻石脑油球罐和几台大型储罐, 其余压力储罐-般为立式或卧式、带椭圆封头储罐。动设备 装置中所使用的转动设备主要

28、为离心压缩机、离心风机、螺杆压缩机、泵及压缩机和部分泵所配套的驱动蒸汽透平组成。其中泵又根据工艺需要分为普通离心泵、高速离心泵(Sundyne泵)和计量泵（隔膜计量泵）。 转动设备的选型首先应能满足工艺条件要求，长期运转；其次是所选的设备技术先进、质量好、维修方便、操作可靠以及互换性强，并且在相类似的化工装置中具有成功使用业绩。除少数对装置长期安稳运行影响巨大而国内不能生产或产品质量不过关的设备予以进口外，其余设备应采用国内或合资企业生产的设备。工业炉 装置新区使用了4台中石化技术开发中心和ABB Lummus Heat Transfer公司合作技术的10万吨能力的大型裂解炉。除了炉本体外，还包括裂解炉的附属设备：24台浴缸式废热锅炉，4台引风机以及烧嘴、减温增湿器等附件。 本装置工艺系由原料油高温裂解成裂解气，裂解气急冷后，再经压缩，然后进行深冷分离得到乙烯、丙烯及其它副产品。装置工艺介质为油品或烃类物质，属易