1、第四章 45萬噸乙烯裝置概況 第一節 裝置概況 第二節 乙烯裝置特點 第三節 主要技術經濟指標 65萬噸乙烯改造工程第一節 裝置概況 乙烯是石油化工的基礎原料之一。它與丙烯、丁二烯、苯、二甲苯、乙炔及萘同屬基本有機原料。是三大合成材料（合成塑料、合成橡膠、合成橡膠）的基礎原料。 在世界上各種化工產品中，乙烯產量僅次于合成氨，占第二位。世界上往往以乙烯生產能力來衡量一個國家石油化工工業的發展水平。世界十大乙烯生產國的生產能力（2000年）（單位kt/a） 美國日本德國韓國中國大陸加拿大俄羅斯沙特阿拉伯法國荷蘭總計占世界總能力的百分比 26036 7800 5032 5020 4430 3878

2、3600 3358 3177 2950 65261 72% 我國以乙烯為起點的石化工業是在五十年代后期才開始發展起來的。當時建設的裝置規模小、技術落后，每噸乙烯的能耗高，產品純度也較低。自七十年代初開始引進大型的乙烯裝置。從能力、技術、能耗等方面看，初步改變了我國乙烯工業的落后狀況。這批裝置的建成和后來的改擴建，對我國國民經濟的發展起到一定的作用。隨著國民經濟的不斷發展，為進一步滿足和提高人民物質文化水平的需要，我國的乙烯工業還必須大力發展。 揚子乙烯裝置是1979年從日本東洋工程公司引進，于1987年7月建成投產，本裝置利用常壓柴油（AGO）、石腦油（NAP）、輕石腦油（LNAP）、HGO/

3、HVGO、循環乙烷等原料，按不同組份、比例混合成裂解原料，通過高溫裂解，深冷分離出主產品乙烯和丙烯以及副產品混合碳四，碳三液化氣，甲烷，氫氣和加氫汽油。年產30萬噸聚合級乙烯，16萬噸聚合級丙烯。1995年12月裝置生產能力改造擴大為年產40萬噸乙烯，18萬噸聚合級丙烯。 裝置采用美國魯姆斯公司的專利技術,裂解單元采用SRT型裂解爐；分離單元采用深冷順序流程；裂解汽油加氫單元采用魯姆斯DPG兩段加氫技術。 本裝置設計每年操作8000小時，裂解原料消耗量為：AGO 526800噸/年、HGO/HVGO 396000噸/年、混合石腦油396000噸/年、循環乙烷108040噸/年。 產品用途 乙烯

4、和丙烯都是有機化學工業的基本原料，乙烯、丙烯及其衍生物，構成了三大合成材料及其整個石油化學工業的基礎。 本裝置的主要產品乙烯用于生產低壓高密度聚乙烯，環氧乙烷及乙二醇，并生產乙醛和醋酸；丙烯產品用于本體法生產聚丙烯；加氫汽油供芳烴廠作芳烴抽提的原料；聯產品混合碳四送丁二烯抽提裝置生產1.3-丁二烯;濕氫并入公司管網;干氫外送塑料廠和自用;其它副產品裂解燃料油、裂解柴油、甲烷、富氫、碳三液化氣等作為工業爐燃料和民用液化氣。碳五、碳九可用作石油樹脂、溶劑油生產原料。生產過程及基本原理 1、 裂解工序2、 壓縮工序3、 分離工序主要設備一覽表 1、加熱爐類2、塔器類3、反應器類4、引風機和壓縮機類1

5、、加熱爐類序號設備位號設備名稱型號臺數烴類停留時間1E-BA101柴油裂解爐SRT10.378S2E-BA102柴油裂解爐SRT10.378S3E-BA103柴油裂解爐GK10.225S4E-BA104柴油裂解爐SRT10.378S5E-BA105柴油裂解爐SRT10.378S6E-BA106柴油裂解爐SRT10.378S7E-BA107柴油裂解爐SRT10.378S8E-BA108乙烷裂解爐SRT10.75S9E-BA109蒸汽過熱爐110E-BA110柴油裂解爐SRT10.378S11E-BA111柴油裂解爐SRT10.33S12H-BA101A/B二段加熱爐113H-BA2101二段加熱

6、爐12、塔器類序號設備名稱設備位號外形尺寸(MM)內徑* 高度凈重(T)殼體+內件介質塔形式1汽油分餾塔E-DA1016600*23100108+烴類填料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+烴+水填料5工藝水汽提塔E-DA1051600*123507.8+2.3水+蒸汽板式6第二急冷塔E-DA1601800*1080013.88+烴+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烴+水板式9堿/水洗塔E-DA2032800*1860053.5+堿填料10干燥器進料洗滌塔E-DA2042400*855028.4+2.8烴+水板式11酸性氣體吸收塔E-DA2312800*1860032.2+8.8廢堿板式12脫甲烷塔E-DA3011250/1800*4625030.5+C1填料13脫乙烷塔E-DA4012200*3150060.6+C2板式14乙烯精餾塔E-DA4023200*62600182.7+乙烯+乙烷板式15脫丙烷塔E-DA404A1700*2700021+5.9C3+C4板式16高壓脫丙烷塔E-DA404B1900*3255040.8+C3+

8、C4板式17脫丁烷塔E-DA4051700*1885011.7+4.5C4+板式3、反應器類序號設備名稱設備位號外形尺寸(MM)內徑* 高度凈重(T)介質催化劑數量1甲烷化反應器E-DC3011300*35007.63H22M32乙炔轉化反應器E-DC401A/B3300*530033.1C227.2M33乙炔轉化反應器E-DC401C3300*5300C227.2M34丙二烯轉化器E-DC402A/B/C700*38502.2C31M35汽油加氫一段反應器H-DC1011450*1130015.2H2C689.4M36汽油加氫二段反應器H-DC1021400*650010.4H2C688M3

9、7新二段反應器H-DC21021400*65009.68H2C686M34、引風機和壓縮機類序號設備名稱設備位號特征功率KW轉速r/min驅動型式電壓 電流(V) (A)1裂解爐引風機E-GB101107雙吸離心55980電機2乙烷裂解爐引風機E-GB108雙吸離心371480電機3蒸汽過熱爐引風機E-GB109單吸離心162980電機60004裂解爐引風機E-GB110雙吸離心電機5裂解爐引風機E-GB111電機6裂解氣壓縮機E-GB201離心式8052359575685365透平114 5157燃料氣壓縮機E-GB301螺桿式3404190透平15.7 2908甲烷冷劑壓縮機E-GB302

10、A/B對稱往復900420電機60009氨冷凍壓縮機E-GB401A/B電機10丙烯冷凍壓縮機E-GB501離心式166584276透平114 51511GB501空冷器風機E-GB504AH軸流式11477電機12乙烯冷凍壓縮機E-GB601離心式20409811透平42.2 38513火炬氣壓縮機E-GB701A水環式14火炬氣壓縮機E-GB701D螺桿式電機15循環氫壓縮機H-GB10137012300透平15.7 29016新二段循環氫壓縮機H-GB2101A/B一段進一段排二段進二段排一段進一段排二段進二段排汽油加氫裝置 裂解汽油加氫工序的任務是將來自乙烯單元的裂解汽油中的C-5及C

11、+9脫除，剩余的C6C8中心餾份經過二次加氫后作為二段加氫產品，去芳烴裝置，作為芳烴抽提的原料，C-5及C+9作為附產品產品送出界區。第二節 乙烯裝置特點1、原料重質化，裂解采用SRT型裂解爐以及先進的SRT和GK型爐，爐子處理能力大、臺數少。2、裂解爐和裂解廢熱鍋爐（TLE）的清焦采用在線燒焦技術，使爐管可以在熱態下清焦，避免了裂解爐的頻繁停車和頻繁水力清焦，有利于延長設備壽命。3、汽油分餾塔和急冷水塔，由浮閥塔改為填料塔，減少了裂解爐出口到裂解氣壓縮機之間的壓力降，從而減少了壓縮機功率。4、BA106/BA107可用于乙烷和原料油混合裂解，也可用于單獨裂解乙烷。單獨裂解乙烷時裂解氣進DA1

12、60（第二急冷水塔），混合裂解時裂解氣進DA101（汽油分餾塔）。現急冷水系統的最佳設計，從急冷水中回收更多的熱量，減少了低壓蒸汽的消耗量。采用低壓降換熱器以減少裂解氣壓縮機的段間壓力降，堿洗塔采用填料塔進一步減少段間壓降。改善預冷系列換熱器的綜合傳熱效果，減少冷凍負荷，對熱量用戶、溫度和熱負荷實現了最佳化。采用低壓脫甲烷技術與傳統的高壓脫甲烷技術比較，顯著降低了能量消耗。生產數據表明，在正常操作時或上游設備（例如裂解爐切換）、變換原料種類時，低壓脫甲烷塔都能平穩操作。通過多股進料和進料預熱實現了脫乙烷塔系統的優化。預熱進料回收了脫甲烷塔的冷量，因此降低了冷量的消耗。在乙烯精餾塔再沸器內最大限

13、度的回收冷量，進一步降低乙烯精餾塔的能耗。增加側線再沸器，也是降低能耗的措施。用雙塔脫丙烷技術，脫丙烷操作在兩個塔系內完成。第一脫丙烷塔在比較高的壓力下操作，第二脫丙烷塔則在較低壓力下操作。這種流程兼顧了高、低壓法脫丙烷的優點，在一定程度上克服了兩者的缺點，既節省了冷量，又避免了提餾段的結垢問題。增設火炬氣回收系統，回收裝置排出的火炬廢氣，經壓縮機加壓后送入燃料氣系統作為燃料。第三節 主要技術經濟指標序號序號項目項目單位單位指標指標備注備注1裝置處理能力萬噸/年134122爐子臺數臺103每臺爐生產能力萬噸/臺4萬噸/小時6萬噸/小時SRT型爐SRT、GK型爐4乙烯總收率%30335原料消耗噸

14、/噸乙烯32976電耗千瓦時/小時6370序號序號項目項目單位單位指標指標備注備注7燃料消耗千克/小時797708蒸汽超高壓蒸汽高壓蒸汽中壓蒸汽低壓蒸汽噸/小時噸/小時噸/小時噸/小時540402816612739132159冷卻水立方米/噸乙烯388包括冷卻水及鍋爐給水10年操作時間小時/年8000凈化車間區原料罐區 汽油加氫熱區循環水成品罐區丁二烯壓縮區冷急冷區爐區水汽921000210000乙乙烯烯裝裝置置總總平平面面圖圖乙 烯 大 道烯 烴 路中工廠北北65萬噸乙烯改造工程 揚子石化股份有限公司乙烯裝置1995年底從30萬噸/年規模改擴建到40萬噸/年，1996年乙烯產量達到41.1萬

15、噸，實現頭年改造次年達標的目標。該工程于1997年1月9日被國家經貿委授予國家“八五”技術改造優秀項目獎，并于同年6月3日由國家竣工驗收委員會正式驗收。進一步對該裝置進行改造，使其能力提高為65萬噸/年，不但可以形成更大的規模生產，發揮規模效益，同時也可以借此機會采用國內外的先進工藝、先進技術，進一步降低物耗、能耗，在激烈的市場競爭中占取主動。 65萬噸/年乙烯改造主要工程包括: 乙烯裝置由40萬噸/年改造至65萬噸/年，汽油加氫裝置由30萬噸/年改造至50萬噸/年，丁二烯裝置由10萬噸/年改造至20萬噸/年，聚乙烯裝置由15萬噸/年改造至35萬噸/年，聚丙烯裝置由16萬噸/年改造至36萬噸/

16、年。 65萬噸乙烯改造工程項目初步籌資額為448883.51萬元（含外匯17515.68萬美元），其中建設投資為414023.37萬元（含外匯17515.68萬美元），建設期貸款利息24309.39萬元，鋪底流動資金為10550.75萬元。初步概算：乙烯裝置投資108111.61萬元（含外匯4101萬美元），汽油加氫裝置投資7299.32萬元（含外匯55萬美元），原料罐區3171.59萬元，成品罐區322.61萬元。改造原則 1、充分發揮國有股份制企業優勢，盡可能利用國內外先進技術，立足內涵發展、節能降耗，改造后裝置的主要技術經濟指標接近世界水平。2、總結揚子石化40萬噸乙烯改造工程的經驗，堅

17、持勤儉高效的方針，加大國產化力度，盡量節省投資和外匯，加快建設進度，控制基建投資，保證工程質量，做到少投入，多產出。3、充分依托現有公用工程等條件，依照投資少、時間省、效益好的原則，挖潛增效，整體優化。充分依托現有的管理、技術、操作及維修人員，做到不新增定員。4、總圖布置上力求節約用地，乙烯裝置在原界區內改造，不新征用地。5、加強“三廢”治理，搞好環境保護，在充分利用現有設施的余量、節省投資的基礎上，增建必要設施，嚴格實現乙烯裝置排出物合格排放。6、改造方案要兼顧生產與施工的需要，盡可能減少施工與生產的交叉，統一規劃分步實施。裝置設計和專利技術 乙烯裝置新區裂解爐部分的工藝包和基礎設計由ABB

18、 Lummus Heat Tranfer、BPEC共同完成；分離部分的工藝包由ABB Lummus Globol公司完成，基礎設計由SPIDI和TEC共同完成；其余部分的基礎設計由SPIDI完成；詳細設計全由SPIDI完成。 裂解部分：采用ABB Lummus公司與中國石化集團公司技術開發中心合作開發的10萬噸級大型裂解爐，具有乙烯收率高、熱效率高、能耗低等優點，是當今世界上最先進的爐型之一。基礎設計由中外雙方合作完成，詳細設計國產化。 分離部分：采用ABB Lummus公司的深冷順序分離技術進行改造，引進工藝包，中外雙方共同完成基礎設計，由國內完成詳細設計。改造將引進先進的急冷油粘度控制系統

19、、二元制冷系統等新工藝、新技術。乙烯裝置與下游裝置的物料關系 乙烯裂解料：213萬噸/年電力：4449 KwH循環水：34400噸/小時氮氣：1090m3/h(N)工廠風：22169 m3/h(N)儀表風：2450m3/h(N)燃料：54204Mmcal/h 65 萬 噸 / 年 乙 烯 裝 置乙烯：65萬噸/年（去BL）丙烯：31.93萬噸/年（去BL）氫氣：2.49萬噸/年（去BL）甲烷：0.87萬噸/年（去BL）裂解汽油：43.88萬噸/年（去DPG）混合C4：22.5萬噸/年（去GPB）裂解燃料油：7.0萬噸/年（去BL）碳三液化氣：1.81萬噸/年輸入SS：199.665噸/小時HS

20、：206.570噸/小時（去BL）MS：48.014噸/小時（去DPG和GPB）LS：1.4噸/小時（去GPB）循環回水：34400噸/小時排放氣（煙氣）：671900 m3/h(N)廢水：17噸/小時（去污水處理）裂解汽油加氫裝置 為了與65萬噸乙烯裝置改造工程相適應，裂解汽油加氫裝置增加了規模為20萬噸/年的生產線。年操作時間為8000小時。 本部分的目的是將C6C8中心餾份從C5205裂解汽油中分離出來，然后，通過加氫將其中不飽和烴變成飽和烴，并除去其它有機雜質。 自控和儀表 老區乙烯裝置采用集散控制系統TDC-3000 APM、PM及原30萬噸乙烯裝置TDC2000 BC進行整個裝置的

21、監測和控制，TDC-3000 LM實現裝置的聯鎖。集散控制系統（DCS）控制穩定、可靠、精度高、操作方便、控制功能強大，具有豐富的應用軟件支持。新區將充分利用現有DCS系統的LCN網且選用更為先進的HPM控制站，并對現有DCS進行必要的軟件和硬件升級，通過將老區DCS的LCN網從中控室CCR延伸至新裝置區的機柜室NRR，實現65萬噸乙烯裝置由一套DCS控制和操作。配置與上級控制網、管理網接口。因老區8臺裂解爐仍采用第一代TDC-2000產品（BC）,產品落后、故障率高、缺少備件來源，給生產帶來極大隱患，故將原BC控制器更新為HPM，原DATA HIGHWAY（HG）更新為UCN（NIM）。 整

22、個裝置的DCS控制系統，將實現對65 萬噸/年乙烯裝置（包括：原料罐區部分信號、成品罐區、火炬氣工段、新增消防系統等）進行檢測、簡單控制、高級控制、順控、報警等功能。 對部分分析儀表及壓縮機軸振動、軸位移、相位移、轉速表、超速保護器等考慮安裝在輔助儀表柜上，其標準輸出信號再進DCS，報警、聯鎖信號進ESD。電子調速器安裝在輔助操作臺上。 儀表選型原則：選用產品質量可靠、技術先進、性能價格比高、維護方便的先進電動儀表為原則。選型盡可能與工廠現狀一致，但不包括落后、淘汰產品。同等條件下優先選用國產儀表，不選用試生產產品。考慮智能儀表的采用。 溫度指示點的現場信號，采用現場多路轉換卡，32點一組輸入

23、DCS。 采用數字通信智能儀表，實現儀表的遠程故障診斷、調校等功能。 由于現場電磁閥至新機柜間NRR距離較遠，采用低功率電磁閥。檢測和控制方案 1、裂解爐 混合噴嘴二次注汽進出口溫差與二次注汽流量組成串級控制，每組爐管出口裂解氣平均溫度與6組爐管出口裂解氣平均溫度差為主環，一段注氣及原料流量配比系統為付環，主、付環組成串級配比控制系統。總負荷為主環，各進料量為付環的串級控制。平均裂解爐COT溫度調節燃料氣量的裂解爐燃燒控制。自動清焦程序控制。蒸汽發生系統控制。2、壓縮機 壓縮機防喘振最小旁路流量控制系統、壓縮機透平電子調速系統及三選二電子超速保護聯鎖、壓縮機軸振動、軸位移報警、聯鎖系統。3、精

24、餾塔 高塔壓再沸器熱源切斷聯鎖，以降低火炬負荷。設置三個單獨壓力變送器，通過硬接線連接進ESD系統，進行三取二表決，實現可靠聯鎖。三個變送器之間信號偏差過大，首先引起報警。再沸器熱源切斷閥將配置兩個電磁閥，確保在其中一個電磁閥故障時，實現安全聯鎖。該聯鎖動作時，ESD系統通過帶動再沸器熱源閥的電磁閥使熱源閥關閉，同時輸出一接點信號給DCS，DCS同時輸出4毫安信號給該閥使其關閉。 4、乙烯精餾塔： 塔底某塔板乙烯成份及丙烯壓縮機三段吸入罐出口至二段吸入罐流量組成的串級控制系統，側線出料流量與中間再沸器物料液位組成高液位超馳流量控制。出料流量與回流流量組成串級配比控制。5、丙烯精餾塔 某塔板丙烯

25、成份與兩個再沸器熱源進口流量分別構成串級調節系統。塔壓控制冷凝器冷源出口流量及放火炬量。6、裂解氣干燥器 干燥器切換，吹洗及再生的順序控制。裝置設備 乙烯裝置新區中共有設備431臺其中：工業爐 4臺機泵115臺靜設備 263臺其他49臺塔設備 裝置新區中共有19臺塔，其中2臺為填料塔，其余為浮閥塔。塔中大型設備較多，如E-DA-1101汽油精餾塔,直徑8米，高40多米(連裙座)。E-DA-1104急冷塔, 直徑7200/10000,高44米。最高的塔有80多米。板式塔中，多為多溢流(雙流、四流)、斜降液板塔盤。換熱器 裝置新區中有13臺冷箱，其中9臺為多股流板翅式換熱器，組裝為二組，其余四臺為

26、雙股流板翅式。 管殼式換熱器中，由于壁溫差較大，或有清洗要求，因而多采用浮頭式和U型管式，且大型換熱器較多。換熱面積大于1000 m2的有12臺。如E-EA- 1405換熱面積為3148 m2, 直徑1800/3400,管長12米。儲罐 裝置新區中新增兩臺1500m3的乙烯球罐。一臺2000m3的輕石腦油球罐和幾臺大型儲罐, 其余壓力儲罐-般為立式或臥式、帶橢圓封頭儲罐。動設備 裝置中所使用的轉動設備主要為離心壓縮機、離心風機、螺桿壓縮機、泵及壓縮機和部分泵所配套的驅動蒸汽透平組成。其中泵又根據工藝需要分為普通離心泵、高速離心泵(Sundyne泵)和計量泵（隔膜計量泵）。 轉動設備的選型首先應

27、能滿足工藝條件要求，長期運轉；其次是所選的設備技術先進、質量好、維修方便、操作可靠以及互換性強，并且在相類似的化工裝置中具有成功使用業績。除少數對裝置長期安穩運行影響巨大而國內不能生產或產品質量不過關的設備予以進口外，其余設備應采用國內或合資企業生產的設備。工業爐 裝置新區使用了4臺中石化技術開發中心和ABB Lummus Heat Transfer公司合作技術的10萬噸能力的大型裂解爐。除了爐本體外，還包括裂解爐的附屬設備：24臺浴缸式廢熱鍋爐，4臺引風機以及燒嘴、減溫增濕器等附件。 本裝置工藝系由原料油高溫裂解成裂解氣，裂解氣急冷后，再經壓縮，然后進行深冷分離得到乙烯、丙烯及其它副產品。裝置工藝介質為油品或烴類物質，屬易燃、易爆介質，小部分介質毒性程度為中度危害。因此要求設備密閉性能良好，保證安全