蒸汽裂解制乙烯评价装置

1.   建立乙烯裂解试验装置目的和意义

乙烯产量是衡量一个国家石油工业化工发展水平的标志。目前（2017年）世界乙烯生产能力已达1.7亿吨/年，我国乙烯生产能力经过多年改扩建已猛增到1821.8万吨/年，国内对乙烯需求为4000万吨/年，自给率不到46%。由于页岩气革命，北美低价的乙烷和丙烷的优势明显。乙烯裂解是一个投资巨大而且工艺复杂的项目，国内各大型乙烯企业更迫切需要改进和优化乙烯装置的工艺水平，进一步提高装置目标产物的收率。同时，乙烯原料由石脑油转向低成本、副产物少的乙烷和丙烷，也是乙烯工业的发展趋势，势在必行。因此，高水平的乙烯裂解试验装置是研究解决实际问题的必不可少的工具和手段。

 

2.   建立乙烯裂解试验装置的技术水平和功能特点

由于烃类裂解制乙烯工艺技术难度大，反应温度高达800－900℃，而且反应停止时间很短只有0.09-0.5秒，建设高水平的乙烯裂解试验装置技术难度极大。中石油兰州石化公司在从KELLOGG公司引进了一套初期45万吨/年乙烯工业生产装置时，同时从KELLOGG公司又引进了一套70克－100克/时的裂解试验装置，该装置采用石墨电极一段加热，裂解反应管为Φ10×2×700mm。该装置造价很高，但功能却有限，只能取气相分析数据，做不了液相分析数据，也模拟不了工业裂解炉，操作弹性小，适用面窄。其主要的技术特点和功能如下：

 

1）     模拟各种不同工业裂解炉型的操作才能与工业炉单炉标定结果相吻合

乙烯裂解试验能够模拟以下各种乙烯工业裂解炉型：

              i.      鲁姆斯公司（LUMMUS）：SRT-Ⅰ、SRT-Ⅱ、SRT-Ⅲ型、SRT-Ⅳ（HC）、SRT-Ⅳ（HS）、SRT-V、SRT-VF、SRT-VI等8种炉型

            ii.      斯通韦勃斯（S＆W）公司：W-16型、U-28型、M-48型

           iii.      荷兰（KTI）公司：GK-Ⅱ、GK-Ⅲ、GK-Ⅳ、GK-Ⅴ型

            iv.      林德（Linde）公司：LSCC-4-2型、LSCC-2-2型、LSCC-1-1型

              v.      凯洛格（Kellogg）公司：MSF（毫秒炉）

            vi.      中国北京石化化工程公司等：北京炉CBL-Ⅰ、CBL-Ⅱ、CBLⅢ型

 

2）     评定各种原料的裂解性能(产品分布)

    可适应国内外几百种乙烯原料，从乙烷、丙烷、石脑油、轻柴油直至干点500℃高压加氢尾油，如大庆油、胜利油、任丘油、新疆油、吐哈油、中东油、印尼油、阿曼油、沙特阿拉伯油、伊朗油等。

3）评定各种原料的生焦程度(预测工业操作周期)

4）为工业乙烯装置扩大、优化开拓乙烯原料

5）为未来直接原油灵活进料新工艺开发提供数据指导

6）为工业乙烯装置提供优化操作条件

7）为新建大型乙烯装置筹建、开车投产提供有效数据

8）操作弹性大：裂解反应温度 780℃→905℃

               停留时间 0.09秒→0.5秒

               水油比   0.3→0.8m/m

9）控制精度高、数据准确

               温度控制误差＜±1℃

               流量控制误差＜±1%

               压力控制误差＜0.05kg/cm²

               物料平衡率≥97～99%

10）采用在线计量，在线烧焦等先进技术和措施

 

 

3.   乙烯裂解试验装置取得的显著效益

中石油吉林石化公司于2009年从北京拓川科研设备股份有限公司订购了乙烯裂解试验装置，2010年装置正式投入运行。吉化公司在我们的乙烯裂解试验装置上取得了大量的有效数据，在以加氢裂化尾油为原料的条件下，对其30万吨/年乙烯工业装置（后扩建到70万吨/年）进行优化操作和校正，取得了理想的结果。同时，也为大量扩大优化乙烯原料提供了充分的决策依据，也创造了可观的经济效益。结果表明，进行优化工艺操作之后，吉化的乙烯工艺装置双烯收率提高了2.57%，三烯收率提高了1.28%。据测算，此项技术应用为企业年创收1.2亿元。