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抚顺大乙烯 抚顺80万吨乙烯装置简介 抚顺大乙烯 第一部分 热裂解生产乙烯方法简介 抚顺大乙烯 乙烯装置目的： 将原料油转化成乙烯、丙烯等产品 乙烯生产步骤： 裂解（产生乙烯、丙烯） 净化（去杂质） 分离（提纯） 热裂解生产乙烯方法简介 抚顺大乙烯 氢气 甲烷（C1） 乙炔、乙烯、乙烷（C2） 丙二烯/丙炔、丙烯、丙烷（C3） 丁二烯/丁炔、丁烯、丁烷（C4） 戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（C5） C6-C8非芳 苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯 C9-205 205-288 （ 裂解柴油） 288+ （ 裂解燃料油） H2O 杂 质 AS CO CO2 H2S 热裂解生产乙烯方法简介 步骤1、裂解 目标产 品越多 越好 抚顺大乙烯 热裂解生产乙烯方法简介 步骤2、净化 炔烃加氢： 乙炔、丙炔、丙二烯+氢气=单烯烃 碱洗： 脱除CO2H2S 吸附： 脱除AS等重金属 干燥： 脱除H2O 杂质 越少越 好 抚顺大乙烯 热裂解生产乙烯方法简介 步骤3、分离 裂解气 分 离 塔 产品 产品 氢气甲烷分离： 高压（3.87MPA) 裂解气压缩机 低温（-163） 丙烯制冷机 乙烯制冷机 目标产 品 越纯越 好 抚顺大乙烯 第二部分 抚顺石化80万吨/年乙烯工程 乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 总论-概述 乙烯装置包括规模为80万吨年乙烯的裂解部分和规模 为40万吨年裂解汽油的汽油加氢部分。 年操作时间为8000小时。 乙烯裂解部分的操作弹性是60%110%；汽油加氢部分 的操作弹性是40%130%。 主要由原料预热、裂解、急冷、压缩、冷分离、热分离 、制冷、废碱氧化、汽油加氢和公用工程等单元组成。乙 烯装置有三种不同的进料工况，每种进料工况又按丙烯、 乙烯比分别为0.5和0.45的两种不同裂解深度裂解；所以 乙烯装置根据进料和裂解深度的不同分为六种设计工况 (1A/1B，2A/2B和3A/3B)。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置初步设工艺介绍 抚顺大乙烯 总论-装置布置 根据平面布置和单元组成，抚顺乙烯装置被划分为 10个工艺单元工区（或单元）及7个建筑划分的工区 。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 工区号工区(单单元)名称备备注 10炉区包括裂解炉部分。 20急冷区包括急冷油、急冷水、稀释蒸汽发生部分。 30裂解气压缩区包括裂解气压缩部分。 40冷区包括乙烯和丙烯制冷压缩、预脱甲烷、脱甲烷 、低压脱丙烷、脱乙烷、乙烯精馏和甲烷化部 分。 50热区包括丙烯精馏、脱丁烷和碳三加氢部分。 60反应和碱洗区包括碱洗、裂解气干燥、高压脱丙烷、碳二加 氢、新鲜碱和废碱储罐部分。 抚顺大乙烯 总论-装置布置 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 工区号工区(单单元)名称备备注 70废碱和废水预处理区包括废碱氧化、污水预处理部分。 80汽油加氢区包括汽油加氢部分。 90辅助设施区包括锅炉给水、原料预热和冷热火炬部分 。 91装置主管廊 31裂解气压缩机厂房 41丙烯和乙烯压缩 机厂房 51乙烯装置配变电所 52现场机柜室 53雨淋阀室 71废碱氧化压缩机厂房 81汽油加氢压缩 机厂房 抚顺大乙烯 抚顺大乙烯 总论-产品和副产品 l 本装置主要产品：聚合级乙烯 聚合级丙烯 l 主要副产品：氢气、裂解碳四、加氢汽油、加 氢 碳九馏分、裂解燃料油等。 如果汽油加氢按前脱戊烷流程操作 还有未加氢碳五副产品。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 总论-原料来源 乙烯装置供裂解的新鲜原料有：石脑油、加氢尾油 、减一/减顶油和轻烃；装置自产的乙烷和丙烷作为 循环裂解原料；在后脱戊烷操作工况下，加氢碳五将 循环回裂解炉做裂解原料。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 序号原料名称来自供应应方式备备注 1石脑油 界区外的常压罐区经管道连续输 送液态 2加氢尾油 界区外的常压罐区经管道连续输 送液态 3减一/减顶油 界区外的常压罐区经管道连续输 送液态 4轻烃 界区外的全压力罐区经管道连续输 送液态 抚顺大乙烯 总论-技术来源 乙烯装置采用美国S&W公司专利技术。S&W的乙烯工 艺技术，运行安全可靠，投资低，能耗较低。 裂解采用7台USC-176U型超选择性液体裂解炉和1台 USC-12M型气体裂解炉。原料在高温裂解炉管内裂解生 成低分子量的烃类混合气即裂解气，含有乙烯、丙烯等产 品的裂解气再经过急冷、压缩、碱洗、干燥、加氢、冷/ 热分离、甲烷化，生产出聚合级乙烯和聚合级丙烯等产品 ，以及氢气、裂解碳四、加氢汽油等副产品，作为下游工 艺装置的原料送往下游装置或罐区。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 总论-技术来源 S&W公司的超选择性USC型裂解炉；采用较小的管径 ，较短的管长以缩短停留时间，乙烯和丙烯选择性好、压 降小、操作周期长。 急冷油塔、急冷水塔和碱洗塔采用SW的专利波纹塔盘 RIPPLE TRAY，具有高效、流通量大、压降小，不易结 焦，运行周期长等特点。 分离采用前脱丙烷、前加氢工艺；双塔脱丙烷，高压脱 丙烷塔与裂解气压缩机五段组成开式热泵，节省能耗。 冷分离采用SW的专利技术HRS(热集成精馏系统)分离技 术，提高冷剂温度，减少冷却负荷，降低能耗。HRS模块 的设计紧凑、占地空间小，设备的投资成本低，制造安装 周期短，乙烯回收率高而且稳定。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 总论-技术来源 采用双塔脱甲烷工艺流程分离出的裂解气中，约40%混 合C2在不经过脱乙烷塔前提下直接去乙烯精馏塔，节约 分离乙烯冷剂消耗量、减小了脱乙烷塔设备尺寸。 乙烯精馏塔与乙烯压缩机组成开式热泵；乙烯塔采用低 压精馏。不仅降低了乙烯塔的高度，减少了塔盘数量，节 省投资，而且有效的节省了能耗。 废碱氧化采用SW的专利技术，中压废碱湿式氧化方法处 理废碱。 汽油加氢采用AXENS的技术，两段加氢。汽油加氢单元 按前脱戊烷和后脱戊烷两种操作模式设计。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-装置能耗 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 序 号 名称 能量标标准消耗 量单单 位 Case-1ACase-2BCase-3A 单单位数量 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 1 燃料气1Gcal 551.02 551.02 542.59 542.59 561.35 561.35 2 超高压蒸汽 12.0MPaGGcal/t0.92t000000 3 高压蒸汽 3.5MPaGGcal/t0.88t000000 4 中压蒸汽 1.25MPaGGcal/t0.76t-90.86-69.05-74.17-56.37 -96.92 -73.66 5 低压蒸汽 0.4MPaGGcal/t0.66t000000 6 脱盐水Gcal/t0.023t307.267.07 283.546.52319.607.35 7 凝液Gcal/t0.074t-154.1-11.40 -147.07 -10.88 -160.38 -11.87 8 循环水Gcal/ m30.001m34000940.014247242.474385043.85 9 新鲜水Gcal/m3 0.0017m3200.034200.034200.034 10 脱氧水Gcal/m3 0.082m3-50-4.1-50-4.1-50-4.1 抚顺大乙烯 工艺-装置能耗（续） 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 序号名称能量标标准消耗 量单单 位 Case-1ACase-2BCase-3A 单单位数量 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 11电Gcal/KW 0.002828KW1086230.721086230.721086230.72 12仪表空气Gcal/m30.000035Nm320000.0720000.0720000.07 13工厂空气Gcal/m30.000033Nm320000.06620000.06620000.066 14烧焦空气Gcal/m30.000033Nm3000000 15氮气Gcal/m30.0015Nm34800.724800.724800.72 合计Gcal545.15 551.84 554.53 乙烯产 量t/h100103.45100 乙烯产 品能耗 预期值(注1) 公斤标油 每吨乙烯 545.15 533.44 554.53 乙烯产 品能耗 保证值 (注1) 公斤标油 每吨乙烯 552.2537557.3 抚顺大乙烯 注：1)能耗包括乙烯裂解和分离部分，不包括废碱氧化单 元、汽油加氢单元和裂解炉热备的能耗。 2)整个抚顺乙烯装置能耗，包括乙烯裂解、分离部分、 废碱氧化单元和汽油加氢单元能耗。 抚顺乙烯装置（不包括废碱氧化单元、汽油加氢单元 和裂解炉热备）的能耗设计值在工况1A时为545.15标油每 吨乙烯，已经达到国内先进水平。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 序号名称能量标标准消耗 量单单 位 Case-1ACase-2BCase-3A 单单位数量 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 小时时 耗量 能耗 Gcal/h 乙烯产 品能耗 预期值(注2) 公斤标油 每吨乙烯 586.32562.49584.95 乙烯产 品能耗 保证值 (注2) 公斤标油 每吨乙烯 597.9 工艺-装置能耗（续） 抚顺大乙烯 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （1）裂解炉区 l 裂解单元由8台裂解炉组成，7台USC-176U液体原料裂解 炉（6开1备）；1台USC-12M 循环气裂解炉。其中4台 USC-176U 重质原料裂解炉裂解加氢尾油(HTO)和减一/减 顶油原料；3台USC-176U轻质原料裂解炉裂解石脑油、 轻烃等轻质原料。这两种炉型的裂解炉能够裂解所有界区 外来的新鲜原料，一台重质或轻质原料炉处于备用状态。 1台USC-12M 循环气裂解炉裂解内部产生的循环C2/C3。 l 裂解炉全部使用底烧，超低氮氧化物排放烧嘴；采用变频 引风机提供负压，排走烟道气。烧嘴燃料来自于内部产生 的甲烷氢气和外界补充的燃料气(LPG)。所有烧嘴都配有 连续手动点火器。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （1）裂解炉（续） l 重质液体裂解炉可以实现分区裂解功能。整台炉子被分隔 为四个区；每个辐射室内分为两个区，可以裂解两种不同 的进料，因此，每个分区设有相应的进料控制阀。 l 重质原料和轻质原料炉都可以分炉膛进料，分炉膛清焦。 l 急冷换热器，采用S&W和Borsig共同开发的专利产品 SLE“线性换热器”，为高温裂解产物提供有效、迅速的冷 却，可以高效的回收裂解气的高位热能，最大限度的产生 超高压蒸汽；SLE入口采用特殊的涡流结构，以最大限度 的减小SLE压差，避免结焦，操作周期更长，换热效果更 好。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 816 600 400600 211 SLE 对流段 炉膛 （辐射段） 急冷器 汽包 原料 裂解气 SS 12MPA 520 DS BFW 急冷油 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （2）急冷区 l 急冷系统主要作用是通过急冷油循环、盘油循环、急冷水 循环，把裂解气带来的热量逐级回收。 l 急冷油塔C-1210，塔顶操作温度106.7，操作压力 0.048；塔底操作温度210，操作压力0.060MPaG。 l 急冷油塔从下向上分为三段：传热段，盘油段和精馏段。 回收裂解气的中位热能发生稀释蒸汽并进行最初步的分离 ，分出重质燃料油。 l 急冷油塔和急冷水塔采用SW的专利塔盘RIPPLE TRAY；压 降小，不易结焦，抗冲击性能好，运行周期长，易安装。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （2）急冷区（续） l 急冷水塔，塔顶操作温度41，操作压力0.03MPaG；塔 底操作温度87.5，操作压力0.044MPaG。 l 裂解气进入急冷水塔，汽油组分被冷凝下来，经过油水分 离器后，部分汽油馏分送至急冷油塔作为精馏段的回流， 其余送至汽油汽提塔。急冷水循环则为乙烯装置分离单元 的一些再沸器和加热器提供热源，回收热量。 l 急冷水塔底的油水分离器分离出的急冷水中游离油的含量 不超过0.5%，这样能避免下游急冷水循环系统和稀释蒸 汽发生器系统的结垢问题；分离出的汽油部分送至急冷油 塔作为精馏段的回流。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （2）急冷区（续） l 急冷水塔底分离出工艺水，经汽提塔把急冷水中挥发性组 分汽提出去返回到急冷水塔后，用急冷油和中压蒸汽加热 产生稀释蒸汽。 l 重燃料油汽提塔，采用SW公司的专有技术,利用循环乙烷 炉的裂解气汽提急冷油，将中馏程的产物返回急冷油塔， 从而降低急冷油塔底的粘度 ；能够有效的控制急冷油的 粘度，进而有效的控制急冷油塔的塔釜温度。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 急冷水 循环 裂解汽油产品 压缩烃 蒸馏 汽提塔 裂解气去压缩 裂解气 急冷 油塔 急冷 水塔 工艺水去汽提 急冷油 循环 盘油 循环 211 41 107 急冷油产品 重燃料油 汽提塔 轻燃料油 汽提塔 减粘 控制燃料 油闪点 控制汽 油干点 105 抚顺大乙烯工艺水 汽提塔 DS 烃 工艺水 急冷油 换热 排污 急冷水塔 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （3）裂解气压缩系统 l 裂解气压缩机系统包括：压缩、碱洗、干燥、脱丙烷和乙 炔加氢。 l 裂解气压缩机采用五段压缩；裂解气经四段压缩到 1.68MpaG后去碱洗。碱洗塔有3个碱洗段1个水洗段。 l 碱洗目的：保证乙烯和丙烯产品质量；保护下游催化剂， 酸性气体组分会导致催化剂中毒；避免腐蚀；避免在冷工 艺流程中产生干冰。 l SW采用的是前脱丙烷前加氢流程，和双塔脱丙烷系统。 裂解气经干燥后首先进入高压脱丙烷塔。裂解气在脱丙烷 塔中脱除C4和较重的组份。双塔脱丙烷使再沸器的温度 降至最小，减少结焦。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （3）裂解气压缩系统 （续） l 高压脱丙烷塔顶气经进塔裂解气加热至7.5后进入裂解 气压缩机的第五段，裂解气压缩机5段与脱丙烷塔组成热 泵系统。 l 裂解气经5段压缩、冷却后进入碳二加氢脱砷保护床，以 除去砷和COS，保护下游的碳二加氢反应器催化剂。 l 碳二加氢反应器有三个绝热反应器床层。裂解气中含有过 量的氢气，高氢气分压、低反应温度，减少了绿油的形成 。 l 在碳二加氢反应器中，乙炔经过选择加氢转化成乙烯和乙 烷，部分MAPD被转化成丙烯、丙烷。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 压缩机 25 KPA 裂解气 烃 水 碱洗 1.68 MP A 抚顺大乙烯 碱洗塔 裂解气 液相干燥器 气相干燥器 废碱 洗油 洗油 废碱 三段 碱洗 一段 水洗 萃取 碱罐 50 13 抚顺大乙烯 气相 干燥器 液相 干燥器 裂解气气相 裂解气液相 高压脱丙烷塔 高压脱丙烷塔 水1PPM 抚顺大乙烯 脱砷床 高压脱 丙烷塔 五段 压缩 3.87MP A H2C1C2C3 C3C3+ 液相干燥器 气相干燥器 气相去深冷 AS2PPM 低压脱丙烷 裂解气第 二干燥器 液相去深冷 C2加氢 反应器 抚顺大乙烯 低压 脱丙烷 C4C4+ C3 脱砷床 混和碳四 MAPD反应器 高压脱丙烷塔底 裂解汽油 C4 C5C5+ 脱丁 烷塔 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （4）冷分离 l 采用SW的专利技术HRS(热集成精馏系统)分离技术在较高 温度下将氢气甲烷与乙烯组分分离，降低了冷量消耗。从 而节省制冷压缩机的功率，节省了投资和能耗；同时减少 了乙烯的损失，也相对的增加了产量，经HRS分离回收乙 烯后，低压甲烷氢中乙烯损失低于500ppm-mol。 l HRS模块的设计紧凑、占地空间小，设备的投资成本低， 制造安装周期短，乙烯回收率高而且稳定 。 l 采用双塔脱甲烷技术，约40的混合碳二不经过脱乙烷塔 直接从脱甲烷塔进入乙烯精馏塔。将回流冷凝器与脱甲烷 塔直接连接，省去低温回流泵。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （4）冷分离（续） l 利用膨胀/再压缩系统降低能耗。甲烷气经过甲烷膨胀机 ，膨胀温度降至-141.4C提供更低温度的冷剂；然后再压 缩到0.504 MpaG送至燃料气系统。 l 乙烯精馏塔与乙烯压缩机组成开式热泵。乙烯塔采用低压 精馏（塔顶操作温度-61，压力 0.64MPaG），不仅降 低了乙烯塔的高度，减少了塔盘数量，节省投资，而且有 效的节省了能耗。塔顶分离出来的乙烯气体直接进入乙烯 压缩机，乙烯机出口的气体作为乙烯塔底再沸器热源，冷 凝后作乙烯塔回流。节省了设备和能量。塔底分出的乙烷 送裂解炉循环裂解。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 冷箱 预脱 甲烷塔 C1C2 C2C3 H2C1C2 脱乙烷塔 脱甲烷塔 HRS 液相来料 气相来料 抚顺大乙烯 HRS C1 -163 C1 C2 脱甲 烷塔 H2C1C2 C1C2 H2C1 C1C2 C1/H2 H2 C1 乙烯精馏塔 膨胀/压缩 H2 抚顺大乙烯 脱乙 烷塔 C2 C3 碳三加氢 乙烯制冷 预脱甲烷塔底 脱甲烷塔底 乙烷返炉膛 乙烯压缩机 乙烯 精馏塔 开式热泵 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （5）热分离 l 碳三加氢单元是一个液相单级反应器系统，用以对进入丙 烯回收单元的物料中的甲基乙炔（MA）和丙二烯（PD）进 行选择性加氢。 l 为防止钯催化剂砷中毒失活，物料在进入反应器之前要先 进入C3加氢脱砷保护床。 l 丙烯分离系统包括两台并联的丙烯塔C-1530 A/B（塔顶 操作温度46，压力 1.84MPaG）， 将混合C3分离成聚 合级丙烯和丙烷。丙烯塔顶部有一段巴氏精馏段，以便将 轻组分从丙烯产品中除去；聚合级丙烯产品由丙烯塔的侧 线采出，经过丙烯产品冷却器冷却至40，送出界区。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （5）热分离（续） l 低压脱丙烷塔的塔釜液进入脱丁烷塔，将C4组份从C5和 更重组份中分离出来。 l 脱丁烷塔塔顶操作温度44.4，压力 0.4MPaG，塔底操 作温度 109。塔顶气相混合C4组分经脱丁烷塔冷凝器冷 凝，由脱丁烷塔回流罐收集。部分液体送回脱丁烷塔作为 回流，其余作为混合C4产品送出界区。 抚顺石化80万吨/年乙烯工程乙烯装置工艺介绍 抚顺大乙烯 MAPD加氢 反应器 丙烯 精馏塔 丙烯产品液相 丙烷返炉膛 混合C3 2.1MPA 35 返压缩 抚顺大乙烯 工艺-工艺流程简述 （6）制冷单元 l 乙烯装置的制冷系统由乙烯压缩机和丙烯压缩机组成。 l 更低级别的冷剂（-141）是通过HRS系统中的甲烷膨胀 /压缩机（K-1420）来提供 。 l 乙烯压缩机与乙烯塔组成开式循环热泵系统，并提