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蒸汽裂解制乙烯評價裝置

1.   建立乙烯裂解試驗裝置目的和意義

乙烯產(chǎn)量是衡量一個國家石油工業(yè)化工發(fā)展水平的標(biāo)志。目前（2017年）世界乙烯生產(chǎn)能力已達1.7億噸/年，我國乙烯生產(chǎn)能力經(jīng)過多年改擴建已猛增到1821.8萬噸/年，國內(nèi)對乙烯需求為4000萬噸/年，自給率不到46%。由于頁巖氣革命，北美低價的乙烷和丙烷的優(yōu)勢明顯。乙烯裂解是一個投資巨大而且工藝復(fù)雜的項目，國內(nèi)各大型乙烯企業(yè)更迫切需要改進和優(yōu)化乙烯裝置的工藝水平，進一步提高裝置目標(biāo)產(chǎn)物的收率。同時，乙烯原料由石腦油轉(zhuǎn)向低成本、副產(chǎn)物少的乙烷和丙烷，也是乙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢，勢在必行。因此，高水平的乙烯裂解試驗裝置是研究解決實際問題的必不可少的工具和手段。

 

2.   建立乙烯裂解試驗裝置的技術(shù)水平和功能特點

由于烴類裂解制乙烯工藝技術(shù)難度大，反應(yīng)溫度高達800－900℃，而且反應(yīng)停止時間很短只有0.09-0.5秒，建設(shè)高水平的乙烯裂解試驗裝置技術(shù)難度極大。中石油蘭州石化公司在從KELLOGG公司引進了一套初期45萬噸/年乙烯工業(yè)生產(chǎn)裝置時，同時從KELLOGG公司又引進了一套70克－100克/時的裂解試驗裝置，該裝置采用石墨電極一段加熱，裂解反應(yīng)管為Φ10×2×700mm。該裝置造價很高，但功能卻有限，只能取氣相分析數(shù)據(jù)，做不了液相分析數(shù)據(jù)，也模擬不了工業(yè)裂解爐，操作彈性小，適用面窄。其主要的技術(shù)特點和功能如下：

 

1）     模擬各種不同工業(yè)裂解爐型的操作才能與工業(yè)爐單爐標(biāo)定結(jié)果相吻合

乙烯裂解試驗?zāi)軌蚰M以下各種乙烯工業(yè)裂解爐型：

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

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

           iii.      荷蘭（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.      凱洛格（Kellogg）公司：MSF（毫秒爐）

            vi.      中國北京石化化工程公司等：北京爐CBL-Ⅰ、CBL-Ⅱ、CBLⅢ型

 

2）     評定各種原料的裂解性能(產(chǎn)品分布)

    可適應(yīng)國內(nèi)外幾百種乙烯原料，從乙烷、丙烷、石腦油、輕柴油直至干點500℃高壓加氫尾油，如大慶油、勝利油、任丘油、新疆油、吐哈油、中東油、印尼油、阿曼油、沙特阿拉伯油、伊朗油等。

3）評定各種原料的生焦程度(預(yù)測工業(yè)操作周期)

4）為工業(yè)乙烯裝置擴大、優(yōu)化開拓乙烯原料

5）為未來直接原油靈活進料新工藝開發(fā)提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)

6）為工業(yè)乙烯裝置提供優(yōu)化操作條件

7）為新建大型乙烯裝置籌建、開車投產(chǎn)提供有效數(shù)據(jù)

8）操作彈性大：裂解反應(yīng)溫度 780℃→905℃

               停留時間 0.09秒→0.5秒

               水油比   0.3→0.8m/m

9）控制精度高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

               溫度控制誤差＜±1℃

               流量控制誤差＜±1%

               壓力控制誤差＜0.05kg/cm²

               物料平衡率≥97～99%

10）采用在線計量，在線燒焦等先進技術(shù)和措施

 

 

3.   乙烯裂解試驗裝置取得的顯著效益

中石油吉林石化公司于2009年從北京拓川科研設(shè)備股份有限公司訂購了乙烯裂解試驗裝置，2010年裝置正式投入運行。吉化公司在我們的乙烯裂解試驗裝置上取得了大量的有效數(shù)據(jù)，在以加氫裂化尾油為原料的條件下，對其30萬噸/年乙烯工業(yè)裝置（后擴建到70萬噸/年）進行優(yōu)化操作和校正，取得了理想的結(jié)果。同時，也為大量擴大優(yōu)化乙烯原料提供了充分的決策依據(jù)，也創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。結(jié)果表明，進行優(yōu)化工藝操作之后，吉化的乙烯工藝裝置雙烯收率提高了2.57%，三烯收率提高了1.28%。據(jù)測算，此項技術(shù)應(yīng)用為企業(yè)年創(chuàng)收1.2億元。