国内乙烯生产进展

●46.广州化工2011年39卷第9期国内乙烯生产进展王珠海,董国辉,时维振,王小玉(辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001 )摘要:介绍了 乙烯裂解技术的发展现状及发展趋势,重点介绍了裂解炉技术以及国内乙烯生产装置的发展状况,并对国内乙烯生产前景进行了探讨。关键词:乙晞;裂解炉;进展The Progress of Domestic Ethylene' s ProductionWANG Zhu - hai, DONG Guo - hui, SHI Wei - zhen, WANG Xiao -yu( Liaoning Shihua University , Liaoning Fushun 113001, China)Abstract: The ethylene cracking technology development situation and tendency were introduced , emphatically thecracking furmace technology and the development of domestic ethylene production device. The prospect of domestic ethyl-ene production was discussed.Key words: ethylene; cracking furace; progress乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料的基本化工原料,(1)乙烯装置采用SRT(1- VI型)裂解炉,生产能力大,压降低，75%的石油化I产品由乙烯生产。一个百万吨级乙烯项目投运转周期长，同一裂解炉可裂解从乙烷到重柴油等各种原料,原产,可带动下游1000多亿元产业投资。同时,乙烯超长的产业料灵活性大。(2)裂解炉和废热锅炉(TLE)的清焦采用BASF公链渗透到纺织服装、汽车、电子、建材、塑料和化工等绝大多数司的在线清焦技术。(3)低压脱甲烷，显著地降低能量消耗。行业。乙烯是石油化工的标志产品,在石油化工中占主导地位。(4)多股进料脱乙烷,节省冷冻系统的功率。SRT -v型炉的炉乙烯装置生产的三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)和三苯(苯、甲苯、二管构型与IV型炉完全相似，只是第-程辐射段炉管带有内翅片，甲苯)是其他有机原料及三大合成材料(合成树脂、合成橡胶合传热面积增大,裂解物料能更快地达到较高的裂解温度。SRT-成纤维)的基础原料。以乙烯为龙头的石化工业在国民经济中V型又分为SRT -V -L型和SRT -v-S型两种。s型比L型选占有重要的地位，约占国家财政收人的10%左右。另外,作为择性高,能耗低,但炉子投资增加,运转周期变短。SRT - V型炉重要的原材料行业，石化工业的健康发展对整个国家的经济有采用小直径炉管,两程炉管设计,大直径的出口管,缩短了停留重大影响。时间和烃分压,提高了裂解炉的选择性。鲁姆斯公司已成功地目前,世界各国都在大力发展乙烯的新技术,如乙烷催化氧将燃气轮机与裂解炉相结合,开发了100%底烧的裂解炉和长火化脱氢,石脑油催化裂解,重质油催化裂解,天然气制乙烯以及焰的底烧嘴'1。甲烷氧化偶联等"。本文主要从乙烯裂解炉方面介绍其中有代.2 斯通●韦伯斯特公司乙烯裂解炉表性的生产技术以及国内乙烯发展的前景。80年代末期,斯通.韦伯斯特(S&W)公司提出了先进的回收系统(ARS)技术,该技术可节省能耗10% ,节省投资成本。到1乙烯裂解炉技术目前为止,有近40套乙烯装置利用ARS技术进行了改造,并有一些利用ARS技术的新建装置投产,我国茂名30万Va乙烯装1.1鲁姆斯公司 乙烯裂解炉置就是其中之_间。鲁姆斯公司的乙烯技术是我国广为采用的技术,燕山、齐传统的S&W工艺也采用前脱乙烷前加氢的顺序分离流程,鲁、扬子和上海4套30万Va乙烯装置均采用鲁姆斯公司的技其特点是:(1)裂解炉选择性高。S&W公司选择采用USC型裂术,80年代中期至90年代中期引进的盘锦、抚顺、中原、独山子解炉以及与之相匹配的急冷换热器( USX) ,裂解系统有很高的和天津等乙烯装置也采用鲁姆斯公司的技术。目前我国采用鲁烯烃收率，裂解炉的运转周期长,基本上不需要机械清焦。(2)姆斯公司技术的生产能力约站我国总生产能力的55%。1995裂解炉具有原料和产品的灵活性。公司的USC裂解系统有很寬年全世界采用鲁姆斯公司专利技术的乙烯装置约有153套,其的操作范围,在设计范围内,只要调整操作条件和运转周期,即总生产能力达3300万Va,约占世界乙烯生产能力的42%。可裂解不同原料。(3)能量利用效率高。现代的S&W公司乙烯1986年以来,鲁姆斯公司设计建成了25套新乙烯装置,对20套技术是能量利用率最高,综合能量消耗少的技术。特别是ARS大的乙烯装置进行了技术改造(2).技术,不中国煤化工:,而且可使裂解炉产魯姆斯公司采用前脱乙烷前加氢的顺序分离流程,特点是:生的超高能耗和生产成本。.MHCNMHG作者简介:王珠海(1987- ),男,在读硕士研究生,主要从事烃类裂解制乙烯的研究。E-marenwovente 9 com2011年39卷第9期广州化工.47.<4)可靠性好。实践证明, S&W公司的乙烯装置具有很高的运据国家规划,到2010年,乙烯产量要达到1400 万t,到2020年,转率,能迅速投料开车,维修工作量很小。许多S&W公司设计要达到2300万t。但是照中国现在乙烯生产速度增长,到2020的乙烯装置,在两次计划停车之间可以连续操作4年。(5)投资年也只能满足一- 半的社会需求,另外- -半还是依靠进口。低操作费用低。2.1 抚顺石化百万吨乙烯工程1.3凯洛格公司乙烯裂解炉2009年4月21日中石油抚顺石化公司91召开百万吨乙烯美国凯洛格(llogg)公司成立于1901年,凯洛格公司在乙工程建设动员大会 ,这标志着抚顺石化百万吨乙烯工程建设正烯技术方面的最大成就是开发了亳秒炉裂解技术,把物料在裂式进入全面实质性施工阶段。据悉,整个乙烯装置将于2011年解炉中的停留时间缩短至0.05 -0.1 s。凯洛格公司自1970年12月建成,其它装置2011年9月30日前建成,2012年6月30为日本出光石油化学公司设计并建成第一台毫秒炉以来,截至日实现投产。该项目于2004年4月26日正式立项,2006年3月.1992年共建成毫秒炉装置9套,而1992年以来,又有8套(30万17日得到国家发改委核准,同年8月18日举行了奠基仪式，Va以上)装置确定或预定采用这种技术,总生产能力约500万2008年6月30日新场区平整及地基处理工程结束,2009年3月30日中国石油炼油与化工分公司批复了抚顺石化分公司扩建凯洛格公司也采用前脱乙烷前加氢的顺序分离流程,其特80万Va乙烯工程开工报告,2009年4月2日通过工程总体部点有:(1)短停留时间:毫秒炉裂解技术与其它管式炉的裂解技署专家审查。.术方法大致相同,根本区别在于毫秒炉的停留时间突破0.1s,裂目前,该项目所有装置初步设计已经结束,其中29个主项解反应在0.05 ~0.1 B的时间内完成,为其它工业裂解装置停留已通过中国石油股份公司审查,并签订乙烯装置“三机”、聚乙烯时间的1/4 ~ 1/6。短停留时间能有效地抑制裂解产物的二次反2台挤压造粒机和聚丙烯聚乙烯3台循环气压缩机引进合同。应,从而获得较高的乙烯收率和较低的燃料油产率。(2)高深度主要塔器基础施工图、厂区地下管网图纸已经交付,引进长周期裂解:反应温度,ACO为874 -885 C,石脑油/乙烷为893 ~采购设备已完成90%。厂外道路、地下管网、装置区管沟、基槽901 C。(3)产品选择性高。(4)炉 管设计:毫秒炉的停留时间爆破等已完成工程总量的58% ,累计完成投资近30亿元。短,通常是用减少炉管长度来实现。(5)裂解气急冷器有第 一急2.2 武汉80万Va乙烯工程 .冷器和第二二急冷器。(6)毫秒炉清焦:毫秒炉清焦可采用在线清日前,武汉80万Va乙烯工程!0乙烯裂解、热电联产、总变焦或不在线清焦,可采用计算机控制,有两种清焦方法即蒸汽V电站等6大项目同时开工。这标志着武汉80万Va乙烯工程进空气和仅用蒸汽清焦,通常采用不在线的蒸汽/空气清焦法。人实质性全面建设阶段。武汉80万Va乙烯工程是国家发改委(7)燃气轮机的应用。核准的中部地区首个大型石油化工项目,也是中石化总部首个1.4林德公司 乙烯裂解炉直管项目。项目投资共计179.5 亿元，包括80万Va乙烯裂解林德( Linde)公司是世界上久负盛名的低温工程公司,成立装置50万Va裂解机油加氢装置12万Va丁二烯抽提装置40于1879年,近20年来,林德公司在世界各地设计并安装了大约万Va芳烃抽提装置40万Va聚丙烯装置等9套生产装置和配25套乙烯装置,其中有11套建在德国。总生产能力约为套工程。在中石化集团2010年24个重点工程中,武汉乙烯项目1 070万Va,约占世界乙烯总生产能力的1/6l6)。位列首位。武汉80万Va乙烯工程自2007年12月18日工程奠林德公司炉管特点:(1)辐射段:①进口管采用小直径管;基以来,项目进展顺利。目前，重件码头工程正在收尾,第- -批②短停留时间;③出口管采用大直径管。(2)对流段:①高热效超长周期24台设备提前采购完成,2009年10月启动配套道路率;②最佳的热量回收;③均匀的烟道气流动和布置;④对流段建设,乙烯铁路专用线正在办理行政许可。其他相关项目设计、热负荷分布合理。裂解炉管有三种构型,分别为LSCC4 -2型，申报及生产准备等工作有序展开。LSCC2 -2型和LSCC1 -1型。1-1型炉是近年新开发的炉型，2010年武汉80万Va乙烯工程项目建设将完成投资76亿和另外两种炉型相比,停留时间短,烯烃的选择性高,原料损耗元。其中,乙烯主体工程投资32亿元;为乙烯提供原料而配套少。建设的炼油改造二期工程拟安排投资4亿元;武汉化工区道路、铁路等基础设施和公用工程建设及土地整理储备计划投资402国内乙烯生产现状亿元。武汉80万Va乙烯工程预计2012年年底前建成2013年中国乙烯工业起步于20世纪60年代初, 1962年兰州化学上半年投产。工业公司5 kUa乙烯装置建成投产,标志着我国乙烯工业的诞2.3镇海炼化百万吨乙烯工程生'”。70年代燕山石化引进了第-套30万Va乙烯装置,进入镇海炼化百万吨乙烯工程"1是国家“十一五”期间重点建80年代后我国的乙烯工业发展迅速。1997 年全国乙烯产量为设项目,也是浙江省有史以来投资最大的工业项目。该项目总358.5万t,2005年我国已拥有乙烯装置19套,生产能力为707投资234.97亿元，占地230.09公顷。2006年11月开工建设,主万Va,乙烯当量消费为1 740万t,国内市场满足率为43% ,2006要包括 100万t,年乙烯裂解等10套生产装置及配套公用工程。年底,我国乙烯产量已经达到941万鬥。过去15年,中国乙烯2009年12月28日,镇海炼化百万吨乙烯工程举行中间交接仪类产品消费处于快速增长期，当量消费量年均增长16.1%。“十式。2010年4月20日,国家重点工程浙江镇海炼化百万吨乙烯一五” 期间我国乙烯的需求仍将保持稳定增长,预计到2010年工程在宁波-次开车成功,中国石化集团镇海炼化公司自此拥我国乙烯产能将达到1700万-1 800万,产量为1450万/年，有2300万t原油综合加工能力和100万t乙烯生产能力,成为我乙烯自给率将达到58%。国最大的炼化一体化企业。2010年1-5月份,中国乙烯产量达到497. 1万t,同比增长中国煤化工-乙烯裂解装置生产23. 1% ;6月份中国乙烯产量较去年同期大幅增长37. 9%达到出合格乙7支术先进国产化率104. 1万t;7月份我国乙烯产量同比去年大幅增长33. 6%达到高的乙煽MHCN M H G安有乙端工业的116.6万t。据了解，目前中国大陆乙烯总产量为600余万1,根(下转第53页)2011年39卷第9期广州化工●53.体酸作催化剂,这些催化剂的共同缺点是对设备的腐蚀严重危它自然科学、社会学伦理学、经济学等诸多学科的联合支撑,是害人身、产生废渣污染环境。为此,国内外研究人员正从分子- -门综合性极强的新兴学科。它要求化学家在研究化学转化的筛.杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化同时， 研究这种转化对环境、健康和安全的影响。对大自然和生剂。今后在固体酸催化剂的研究开发中,还应进一- 步提高催化态环境而言,绿色化学要求社会和经济发展与之协调,不损害和剂的选择性,以降低产品中杂质的含量、提高催化剂的稳定性，浪费自然资源;对人及动物的生命体而言,绿色化学要求经济发以延长催化剂的寿命。展不损害健康,不危及安全。绿色化学,在对环境问题高度重枧4.5采用无毒无害的溶剂或不使用溶剂的今天,必将为人类的繁荣做出不可磨灭的贡献[1-1]。一般与化学制品有 关的污染物不仅与原料、产品有关,也与参考文献制造过程中使用的溶剂有关。当前广泛使用的溶剂主要是挥发[1]潘一,杨双春,徐霖. 绿色化学的研究现状及进展[J].化学工业与性的有机物,其中有些有机物会引起地面臭氧层的形成,有的会工程技术,2005 ,26(5):26 -28.引起水源污染,因此,要限制这类物质的使用。采用无毒无害的[2]杨双春,王东, 张洪林.绿色催化浅述[J].辽宁城乡环境科技，溶剂代替挥发性的有机物已成为绿色化学研究的方向。2003 ,23(6) :9-11.今后,绿色化学还需在新的化学反应传液化学工艺发绿色[3]田爱琴. 绿色化学及其发展概述[].洛阳师范学院学报,2004(5):化学改造研制对环境无害的新型材料和新型燃料和综合利用130-131.发绿色生化工程等方向进-一步的发展0]。[4] Anatas P T, Williamson T C. Green chemisty- designing chemistryfor the environment, ACS Symoposium Serics6 26th, Washington D C:5结语American Chenical Society, 1996.绿色化学是伴随人们对于日益恶化的环境状况和人类自身[5]朱时清. 绿色化学与可持续发展[J].中国科学院院刊,1997(6):415 -416.健康的日益关注而产生的。当人类生存的环境面临- -次又一次[6]闵恩泽 ,陈家镛.蔡启瑞,等,绿色化学与技术-推进化工生产可持的自然灾害时,当人们不得不一-次又一次地吞下物质文明高速续发展的途径.中国科学院院士咨询报告,总[ 1998 C003(化06发展种下的苦果时,绿色化学的兴起和蓬勃发展,终于使人类看到了自教的希望。[7] Chemieal & Enginering News, 2001(6) :29.绿色化学彻底抛弃了“先发展、后治理”的发展经济以牺牲[8]罗峰,杨代军, 王咏梅.等论绿色化学的继承与发展[J].塔里木大环境为代价的发展模式,进而采用绿色的与环境友好相结合的学学报,20050 ,17(3):85 -86.发展模式。从源头上堵住污染的产生、从根本上减少或消除污[9] Tost B M. Scene,1991, 254:1 471.染、满足了现代社会可持续发展的要求,是一条人口增长、经济[10]候宏卫,贺启环绿色化学进展[J].上海化工2001(9):4-7.发展社会进步、环境治理和节约资源相互协调发展的必由之[1]肖文德.21 世纪的科学:绿色化学([J].学世界,000(S1):18 - 19.[12]赵振.绿色化学-- -. 人类可持续发展的必由之路[J].集团经济研路究2005<(9):84 -85.实际上,绿色化学不是在传统化学基础上简单地拔高和提升,而是更高层次的科学，是一种哲学思想,它需要物理学及其(上楼第47页)历史。在工艺技术上，镇海炼化百万吨乙烯工程大部分装置采用了国产技术,其中裂解汽油加氢等6套装置采用中国石化集团自有技术。在装置设备上,乙烯装置国产化率达到78. 03% ,是国[1]承显,王文博 国外乙烯技术进展[J].石油化工动态, 1998(04):内百万吨级乙烯装置国产化率最高的。整个工程共有13台套大[2]韩云龙,章名耀,程相杰， 等SL.- I型乙烯裂解炉炉内流动特性的型设备被列为国家重大设备国产化攻关和重点推广应用项目,所有的国产化攻关项目均实现自主设计、自主制造、自主安装。研究[J].实验流体力学,00(03):44 -48.[3]张明东 乙烯裂解炉结焦抑制技术研究[ J].山东化工,2009(03):3前景59-63.未来几年中国还将大力发展乙烯工业,将在沿海或近海形[4]李广 洪.乙烯裂解炉炉管技术改造探讨[J].化工设备与管道，2009 ,46(2):18-19,27. .成大的石化工业区,如上海石化、南京扬子、广东茂名等。国内[5]冯忠亮,葛晶,刘全夫. 乙烯裂解炉技术进展[J].安徽化工,2008,乙烯企业之间包括中石化、中石油、中海油以及与合资企业或外34(2);17 -19.商独资企业之间的竞争更加激烈,同时所有企业还必须共同面[6]姚晖, 驴伟,陈亮等.氧化物催化剂上石脑油催化裂解制乙烯的对来自中东乙烯产品的竞争,小乙烯(20万Va以下)生存更加研究[J].工业催化,2006(03):11 -13.艰难。目前,我国珠三角、长三角和环渤海湾的“两洲一湾”地[7]孙可华， 我国乙烯工业发展(续-)[J]. 国内外石油化工快报,2008区,集中了上海.南京茂名三个百万吨级乙烯生产基地,以及燕山、齐鲁两个80万吨级乙烯基地。加上正在建设的福建、镇海、[8]202:92 -96.天津三个百万吨级炼油乙烯化工一体化基地,不久中国“两洲一[9]中国煤化工沭209.53.9.湾”地区乙烯产能将超过东京湾,成为位居世界前列的乙烯产业[10]武MYH1.水泵技术,2010:53.[1]镇CN M H G策技2010:5集群。