二○一四年五月化工基本知識和流程一、化工分部簡介化工分部是我國首座百萬噸乙烯生產基地，擁有裂解、高密度聚乙烯、全密度聚乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、汽油加氫、芳烴抽提、乙二醇/環氧乙烷、苯乙烯、丁二烯抽提、MTBE/丁烯-1、合成橡膠等17套主要生產裝置，每年可向市場提供化工產品200多種約300萬噸。化工分部經過兩期建設，固定資產投入231億元。一期30萬噸/年乙烯工程于1996年8月建成投產，1999年2月經過改造，乙烯生產能力擴大到36萬噸/年。二期64萬噸/年乙烯改擴建工程于2006年9月建成投產，乙烯生產能力達到100萬噸/年。二、化工裝置生產總貌高壓聚乙烯聚丙烯乙烯裝置高壓聚乙烯芳烴抽提裂解原料氫氣乙烯裂解汽油混合碳四甲苯抽余油苯二甲苯甲烷氫丙烯裂解焦油苯乙烯環氧乙烷聚丙烯乙二醇MTBEMTBE丁烯-1乙二醇環氧乙烷乙苯全密度聚乙烯碳五碳九高密度聚乙烯苯乙烯二乙二醇1,3丁二烯丙烷乙烷橡膠汽油加氫丁二烯高密度聚乙烯全密度聚乙烯合成橡膠二、化工裝置生產總貌三、概述乙烯是石油化工生產的重要基本原料之一，乙烯的產量、單套裝置的規模、技術水平和工程設計能力是一個國家石化工業發展水平的標志，乙烯廣泛應用于合成纖維、塑料、橡膠的生產領域，乙烯的產量代表著一個國家石油化工發展的水平。我國已建成了一批大型乙烯生產企業，乙烯的發展不僅推動了石油化學工業的發展，在整個國民經濟中也起著日益重要的作用。三、概述乙烯裝置的主要產品是三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）和三苯（苯、甲苯、二甲苯）。三烯和三苯是石油化工最重要基礎原料，可生產一系列化工產品。三、概述四、裝置及工藝簡述（一）裂解裝置裂解裝置擁有兩套裝置，老裝置36萬噸/年乙烯裝置是采用美國S﹠W技術，新裝置64萬噸/年乙烯裝置是采用中石化與美國LUMMUS合作開發的乙烯專利技術。該技術是一套全新的流程，其中應用了當今世界上最新的乙烯技術，包括11萬噸/年SL-Ⅱ型裂解爐、低壓激冷序列、分凝分餾塔和三元制冷技術等。新乙烯技術代表了當今世界上乙烯技術最高水平。采用新技術能顯著降低裝置投資，減少復雜轉動設備數量，提高在線生產時間，減少維護費用，降低乙烯能耗。茂名乙烯新線是世界上第一套采用這種新技術的工業化裝置。四、裝置及工藝簡述乙烯裝置典型流程目前，生產乙烯的主要技術路線是：采用管式爐蒸汽裂解技術進行裂解；在分離流程上采用順序分離流程、前脫乙烷流程、前脫丙烷流程、漸進分離流程。

1.順序分離流程，是目前應用最廣的一種乙烯分離流程，其按照裂解氣的組分，從輕到重一個個順序分離出各產品和副產品，普遍認為順序分離流程熱效率最高。使用順序分離流程最多的是魯姆斯公司。其最新的技術特點是：1)采用SRT-VI型裂解爐；2)急冷區設有盤油循環和減粘系統；3)五段裂解氣壓縮，三段出口堿洗；4)順序分離前端低壓脫甲烷；5)后端加氫；6)雙塔雙壓脫丙烷；7)采用催化精餾新技術對丙炔/丙二烯加氫；8)低壓丙烯精餾塔和丙烯機形成熱泵。四、裝置及工藝簡述乙烯裝置典型流程

2.前脫乙烷流程適合于裂解乙烷時使用，在對液體原料時也有使用，采用前脫乙烷流程的是林德公司。其流程特點是：1)采用Pyrocrack1-1或Pyrocrack2-2型裂解爐；2)前端乙炔等溫加氫，前端脫乙烷；3)雙塔雙壓脫乙烷；4)裂解氣五段壓縮，四段出口堿洗；5)乙烯塔單股進料并和乙烯制冷機形成開式熱泵。

3.前脫丙烷流程被認為是總能耗最低的流程，使用前脫丙烷流程的公司主要有斯通-韋伯斯特公司，其技術特點是：1)采用USC型裂解爐；

2)前端雙塔雙壓脫丙烷、前端乙炔加氫；

3)裂解氣五段壓縮、四段出口堿洗；

4)采用ARS技術和預脫甲烷塔；

5)低壓乙烯精餾、多股進料，乙烯精餾與乙烯制冷機形成開式熱泵。四、裝置及工藝簡述乙烯裝置典型流程

4.漸進分離流程也是順序分離流程的一種，采用漸進分離流程的主要有德西尼布公司，其特點是：1)采樣KTI公司的GK-V型裂解爐；2)中壓雙塔脫甲烷；3)雙塔脫丙烷。典型流程都是成熟可靠的，都有在世界規模的乙烯裝置運行，都各有自身的特點，在對原料的適應性、投資費用、裝置能耗、操作性上各有優勢。實際上各流程沒有絕對固定的模式，用戶可根據自身的要求進行變動，比如選擇不同型式的裂解爐，在裂解氣壓縮機的段數和堿性塔的位置上做改變等。近年來我國新建的乙烯裝置也是采用了不同的技術流程，如上海賽科采用的是順序分離流程，新疆獨山子采用的是前脫丙烷流程，撫順石化采用的是前脫丙烷流程。四、裝置及工藝簡述脫丙烷塔1#乙烯裝置流程圖進料丙烷丙烯乙烷deC4脫乙烷塔C3Frac乙烯精餾塔裂解爐急冷水塔堿洗塔干燥器冷箱CGC4段乙烯甲烷急冷油塔C2H2MAPD汽油C4OSBLH2H2Treat脫甲烷塔CGC5段四、裝置及工藝簡述脫丙烷塔2#乙烯裝置流程圖進料丙烷丙烯乙烷deC4脫乙烷塔C3Frac乙烯精餾塔裂解爐急冷水塔堿洗塔干燥器冷箱CGCCH4Comp乙烯甲烷急冷油塔C2H2MAPD汽油C4OSBLH2H2Treat脫甲烷塔新裝置主要技術特點有：◆爐管構型5-1，一體化燒嘴設計，可實現分組裂解；◆回收系統采用前脫丙烷、前加氫，雙塔脫丙烷流程；◆急冷系統設計有以乙烷裂解氣為汽提介質的減粘單元；◆分離系統采用低壓激冷技術；◆在低壓深冷脫甲烷系統應用分凝分餾塔(CFT)；◆三元制冷技術；四、裝置及工藝簡述裂解反應裂解反應分為一次反應和二次反應，原料烴中的烷烴裂解的一次反應主要有二個，即：（1）脫氫反應：C2H6C2H4+H2C2H8C2H6+H2

通式CnH2n+2CmH2n+H2

（2）斷鏈反應：C3H8C2H4+CH4C4H10C3H6+CH4C2H4+C2H6

通式CnH2n+2CmH2m+2+CkH2k(m+k=n)四、裝置及工藝簡述環己烴裂解的裂解反應，也是斷鏈和脫氫，通常已生成芳烴和丁二烯的反應占優勢，也生成乙烯、丁烯。

例如：環己烷四、裝置及工藝簡述芳烴一次反應，不易裂解為烯烴，而在較高溫度下易脫氫綜合為多環芳烴，進一步還會生成焦炭。

二次反應更為復雜，主要有三種類型，第一是烯烴進一步裂解；第二是烯烴加氫生成烷烴，或脫氫生成炔烴和二烯烴；第三發生縮聚反應，生成二烯烴、芳烴、焦油和焦。二次反應的最終結果是生碳生焦。烯烴的生碳生焦不是一步完成的，在900~1000℃下，經炔烴而生碳。即：四、裝置及工藝簡述在500℃以上的溫度下，經芳烴而生焦。一般裂解溫度在800~900℃，所以二次反應主要是生焦。四、裝置及工藝簡述（二）加氫裝置裂解汽油加氫裝置是由25萬噸/年原裝置和新建39萬噸/年兩套裝置組成。新裝置采用ST的工藝技術,并由SEI負責全部基礎工程設計。茂名汽油加氫裝置工藝設計比較靈活，既可以進行中心餾份加氫，還可以切換為C5加氫、C9不加氫工藝，以適應對C5、C9產品的不同需求。粗裂解汽油原料中含有的不飽和物和雜質，在一定溫度、壓力下通過兩段加氫反應得到飽和或脫除。通常第一段加氫反應器在較緩和的條件下進行液相加氫反應，對原料中的雙烯烴、炔烴等加氫；第二段加氫反應器在較高的溫度下進行氣相加氫反應，對原料中的單烯烴、有機硫化物及氮化物等進行加氫。四、裝置及工藝簡述（二）加氫裝置加氫裝置簡要流程三、裝置及工藝簡述裂解汽油加氫反應原理針對裂解汽油的特點，裂解汽油加氫裝置通常設置兩段加氫工藝，一段加氫是在較低溫度下進行液相雙烯烴加氫、苯乙烯加氫反應，用一段反應出口物中雙烯含量作為一段反應出口控制指標。二段加氫是在高溫條件下進行的氣相反應，主要有單烯加氫、脫硫、脫氮、脫氧等反應，用二段反應出口物中溴價含量作為二段反應出口控制指標。

1.一段加氫反應：一段加氫是在較溫和條件下，主要進行雙烯烴、苯乙烯選擇性加氫反應，轉化為單烯、烷基苯和其它烷烴組分，同時伴隨部分烯烴、烯烴基芳烴加氫。2.二段加氫反應：二段加氫是在較高溫條件下，主要進行單烯加氫反應轉化為飽和烴，同時進行脫硫、脫氮、脫氧等反應，變成硫化氫、氨、水等通過汽提脫除。四、裝置及工藝簡述（三）芳烴抽提裝置芳烴抽提裝置以汽油加氫裝置分離出來的加氫汽油作為原料，從中分離得到苯、甲苯、混二甲苯產品，并生產副產品抽余油、重芳。芳烴抽提裝置分抽提蒸餾單元、抽提、精餾和罐區4個部分。正常時裝置新舊線一起運行，新線產出絕大部分苯和部分抽余油，舊線產出少量苯、甲苯、二甲苯、抽余油和重芳，新舊線產出的苯和抽余油匯合后一起入產品罐。在裝置原料短缺或新裂解大修的情況下，為節能降耗，裝置可停下新線，單開舊線，然后產出三苯、抽余油、重芳烴。四、裝置及工藝簡述（三）芳烴抽提裝置FRQ-346,FRQ-343,FICQA-4001液體化工罐區精餾單元液-液抽提單元預分餾部分抽提蒸餾單元FRC-202,混芳苯FRC-223FRQ-107C6組份FRQ-347苯罐V-307加氫汽油返回加氫儲罐TK-8400甲苯罐V-308FRQ-342,二甲苯罐V-309重芳罐V-310FICQA-4028抽余油罐V-305FRQ-322FIQ-4013舊區抽余油FI-123去石腦油罐原料FIQ-4006FICA-4004FIC-4002,C8+組分FRC-243C7~C8組分FIC4012非芳FRC-262FICQ-2004FRQ-341FIC-2002FRQ-321芳烴裝置物料流向流程簡圖

四、裝置及工藝簡述生產原理芳烴抽提是一種液-液抽提的物理分離方法；所依據的原理是由于烴類各組份在溶劑中的溶解度不同，即當環丁砜溶劑與原料在抽提塔中接觸時，溶劑對原料中的芳烴和非芳烴進行選擇性溶解，從而形成組成不同和密度不同的兩個相，由于形成不同的兩相，就可能把所需要的組份從混合物中分開；由于形成密度不同的兩相，在抽提塔中液相混合物產生逆流接觸，從而把芳烴和非芳分離開來。再利用溶劑與烴類的不同沸點將溶劑與烴分離，得到所需的烴類。

在環丁砜溶劑的溶解度大小的次序為：芳烴＞烯烴＞環烷烴＞烷烴四、裝置及工藝簡述（四）丁二烯裝置

丁二烯裝置是由5萬噸/年原裝置和新建10萬噸/年兩套裝置組成。裝置主要以乙烯裂解送來的混合碳四為原料，用二甲基甲酰胺（DMF）作萃取溶劑，根據萃取精餾的原理，經過兩級萃取精餾，得到粗丁二烯再通過兩級普通精餾，最終得到合格的產品1,3-丁二烯，主要用作橡膠裝置的原料及外賣，裝置的主要副產品為抽余碳四，送下游裝置生產MTBE和丁烯-1。第一和第二萃取精餾部分分別脫除C4原料中在DMF存在下相對揮發度高于和低于1,3-丁二烯的組份；普通精餾部分脫除粗丁二烯中的其它雜質；溶劑回收部分用于精制DMF溶劑裝置分為四個主要部分：第一萃取精餾部分、第二萃取精餾部分、丁二烯精餾部分、溶劑回收部分。四、裝置及工藝簡述第一萃取塔系統第二萃取塔系統第一精餾塔系統第二精餾塔系統C4原料抽提碳四[乙烯基乙炔]DMF脫除易溶物[甲基乙炔水]脫除低沸物[順丁烯]脫除高沸物丁二烯產品丁二烯裝置簡要流程丁二烯丁二烯、DMF、烷烴四、裝置及工藝簡述（五）MTBE/丁烯-1裝置裝置的生產工藝由國內開發的醚化技術、法國IFP公司的反應精餾技術和日本瑞翁（ZEON）公司的超細精餾技術組成。設計生產能力為4萬噸MTBE/年和1.5萬噸丁烯-1/年，1999年丁烯-1單元改造后，生產能力提高到2.2萬噸/年。MTBE/丁烯-1裝置是以丁二烯副產品抽余碳四為原料，其中的異丁烯在催化劑作用下與甲醇進行醚化反應，生成MTBE產品，經過進一步分離可得到丁烯-1副產品，醚后的烴類可作為液化氣銷售。其中MTBE是用作高辛烷值汽油的添加劑；丁烯-1是用作全密度聚乙烯的共聚單體。合成MTBE反應是可逆放熱反應，在生成MTBE的同時發生分解反應，生成甲醇和異丁烯，

CH3CH3OH+CH3-C=CH2CH3-O-C-CH3CH3CH3四、裝置及工藝簡述醚化反應單元R001，R002甲醇回收單元DA103，DA104丁烯-1精制單元DA201，DA202反應精餾單元DA102A/BMTBE

丁烯-1

液化氣抽余碳四

甲醇MTBE裝置簡要流程四、裝置及工藝簡述（六）苯乙烯裝置苯乙烯裝置是采用LUMMUS/MONSANTO專利技術，生產能力為10萬噸/年，包括脫氫反應單元和苯乙烯精餾單元。在脫氫催化劑作用下，中間產品乙苯進行脫氫反應生成脫氫液（苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、焦油），經過苯乙烯精餾單元進行精餾分離，得到最終產品苯乙烯，副產物甲苯和焦油。烷基化反應C2H4+C2H5+熱量

C2H4+C2H5（C2H5）2

烷基轉移反應

C6H6+C6H4（C2H5）22C6H5C2H5

乙苯在催化劑作用下，高溫脫氫生成產物苯乙烯

C2H5CH=CH2+H2四、裝置及工藝簡述烷基化反應乙苯精餾苯烷基轉移反應乙苯過熱乙苯脫氫反應器油水分離蒸汽過熱爐水提純處理乙苯/苯乙烯分離甲苯乙苯精餾苯/甲苯精餾苯乙烯精餾乙烯焦油苯乙烯產生蒸汽乙苯油水循環苯循環苯焦油苯乙烯裝置流程四、裝置及工藝簡述（七）環氧乙烷/乙二醇裝置

環氧乙烷/乙二醇裝置是采用英荷SHELL公司專利技術，建成于1996年，設計年產8萬噸當量環氧乙烷（EOE）。2005年10月進行了擴能改造，裝置擴能至原始設計能力130%，EOE產量提高到10.4萬噸/年。環氧乙烷生產能力由原設計的1.6萬噸/年提至4.0萬噸/年。

環氧乙烷的反應方程式：

Ag催化劑

C2H4+O2CH2——CH2+24.7kcal/mol╲╱O

生產乙二醇的反應方程式（水合反應）

C2H4O+H2OC2H4(OH)2四、裝置及工藝簡述

乙烯進入循環氣后與氧氣在氧氣混合器中混合，預熱后進入環氧乙烷（EO）反應器，在銀催化劑的作用下生成EO和副產物CO。反應產物進入EO回收系統中回收EO，副產物CO2則在CO2脫除系統中脫除。EO水溶液與工藝凝液以一定比例混合并經預熱后進入乙二醇反應器，反應生成乙二醇（MEG）、二乙二醇（DEG）、三乙二醇（TEG）。四、裝置及工藝簡述（八）高壓聚乙烯(LDPE)裝置高壓聚乙烯裝置是乙烯裂解下游最重要的生產裝置之一，采用高壓管式法，生產低密度聚乙烯塑料。共有兩套裝置。

1＃裝置于1996年19月份投產，引進美國匡騰公司專利技術，設計生產能力為年產10萬噸。引進牌號11個，主要包括農膜、包裝膜、花料、發泡塑料等產品。

2＃高壓聚乙烯裝置是引進德國巴塞爾（Basell）專利技術，2007年3月份投產，設計生產能力為年產25萬噸。引進的牌號共16個，包括高透明膜、收縮膜、冷凍膜、農膜、電纜料、注塑料、涂覆料、發泡料等。四、裝置及工藝簡述自由基聚合：

鏈引發：O2+CH2=CH2R-O-O-RR-O-O-R2RO.2R.+O2R.(或RO.)+CH2=CH2R-CH2-CH2.

鏈增長（加成反應）：R-CH2CH2.+C2H4RCH2CH2CH2CH2.

鏈終止：R-CH2CH2.+.CH2CH2-RR-CH2CH2CH2CH2-R

鏈轉移：R-CH2CH2.+C2H4

R-CH=CH2+CH3CH2.LDPE聚合機理四、裝置及工藝簡述一次機二次機高壓分離器低壓分離器擠壓造粒機脫水系統脫氣料倉成品倉新鮮乙烯高壓循環系統調整劑引發劑注入低壓循環系統包裝淘選器反應器高壓聚乙烯裝置簡要流程四、裝置及工藝簡述產品簡介低密度聚乙烯薄膜料分為普通膜料、高透明膜料、重包裝膜料、收縮膜料、流延膜料等幾個類別，產品具有優異的力學性能，良好的化學穩定性和電絕緣性能，水蒸氣透過率低，產品的加工性能優良，薄膜制品的透明性和耐老化性能優異。低密度聚乙烯薄膜料主要用于吹塑包裝薄膜、農膜，并可與線型低密度聚乙烯摻混進行復合改性，此外還應用于熱收縮包裝膜、層壓膜、冷凍膜、醫用包裝、共擠出多層膜、重包裝膜、管道涂覆、電纜護套料、內襯以及高檔化學發泡等領域。主要牌號產品包裝薄膜、農膜：951-000、951-050、2426K、2426H

重包裝膜：2520D、1810D

花料：868-000、888-000四、裝置及工藝簡述全密度裝置是引進美國聯碳公司（UCC）的流化床氣相聚合反應工藝，原設計生產能力為14萬噸/年，1999年經過改造后生產能力達到17萬噸/年。2005年采用國產化冷凝技術工藝改造，能力可達到20萬噸/年。裝置引進109種產品牌號（基礎樹脂74種），粒料產品密度為0.916～0.970g/cm3，熔融指數為0.01～125g/10min，產品可用于吹塑、注塑、擠塑、滾塑、流延等多種加工工藝，可廣泛用于各類薄膜、中空容器、管材、電纜以及其他工業或民用塑料制品。（九）全密度線型聚乙烯(LPE)裝置四、裝置及工藝簡述全密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、SBS和順丁橡膠的反應都屬于配位聚合：

鏈引發：[cat-Ti]-C2H5+C2H4[cat-Ti]-CH2CH2CH2CH3

鏈增長：[cat-Ti]-CH2CH2CH2CH3

CH2=CH2

[cat-Ti]-CH2CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3

鏈轉移：向H2轉移（單體、烷基鋁）四、裝置及工藝簡述全密度聚乙烯裝置簡要流程四、裝置及工藝簡述產品簡介線型低密度聚乙烯是由乙烯與高級α-烯烴(如丁烯-1、己烯-1)在低壓下聚合而獲得的合成樹脂，是含短支鏈的中低密度聚乙烯，產品分子量分布較窄。具有較高的拉伸強度、沖擊強度，優異的耐穿刺性及耐低溫沖擊性能。主要用于制作薄膜、管材、注塑成型制品、中空吹塑容器、旋轉成型制品及電線電纜包覆材料等。主要牌號產品薄膜料：DFDA-7042、MLPE-0209、MLPE-1810

注塑料：DNDA-7144、DMDB-8916、滾塑料：MLPE-8060四、裝置及工藝簡述高密度聚乙烯裝置（簡稱HDPE）是茂名石化100萬噸/年乙烯改擴建工程項目中的主要裝置之一。裝置引進美國雪佛龍菲利普斯化學公司（CPCHEM）的環管淤漿法聚乙烯工藝技術，生產高密度聚乙烯產品，裝置設計能力為35萬噸/年，并于2006年8月投料試車成功。裝置可生產密度為0.935～0.965g/cm3、熔融指數為5g/10min（HLMI）～20g/10min（MI）的高密度聚乙烯產品，廣泛用于薄膜、中空容器、管材、單絲、電纜以及其它工業或民用塑料制品的生產。（十）高密度聚乙烯(HDPE)裝置四、裝置及工藝簡述高密度聚乙烯裝置簡要流程四、裝置及工藝簡述產品簡介高密度聚乙烯是由乙烯與少量-烯烴單體共聚而成的高結晶非極性合成樹脂，是在較低壓力下合成，故又稱“低壓聚乙烯”。其分子結構主要為線型結構，分子中支鏈少，結晶度高，密度大，具有較高的使用溫度、硬度和機械強度，耐化學性能好。茂名石化高密度聚乙烯類別齊全、牌號眾多，能夠提供薄膜料、中空料、拉絲料、注塑料、管材料、電纜料、氯化聚乙烯用基礎樹脂等產品。主要牌號產品：薄膜料：TR144

土工膜：TR400M

中空料：HHM5502LW、HHM5502ST、HXM50100、HXB4505M

大中空料：TR580M、TR571M

管材料：TR-480M四、裝置及工藝簡述中石化茂名分公司化工分部聚丙烯車間是全國最大的聚丙烯原料生產車間之一。擁有兩套聚丙烯裝置，產能達47萬噸/年聚丙烯本色顆粒，按產品用途分，有注塑料、薄膜料、扁平帶料、纖維料、吹塑料五大類。

1#聚丙烯裝置引進意大利Himont公司Spheripol工藝（現Basell），設計產能為14萬噸/年，最大產能達到19萬噸/年，設計牌號52個，產品包括均聚物、無規共聚物、抗沖共聚物和聚烯烴合金產品等，近年產品結構向抗沖共聚傾斜。

2#聚丙烯裝置引進國產二代環管本體法工藝技術，設計產能為30萬噸/年最大產能達到36萬噸/年，設計牌號39個，產品包括均聚物、無規共聚物等。（十一）聚丙烯(PP)裝置四、裝置及工藝簡述聚丙烯裝置簡要流程四、裝置及工藝簡述產品簡介聚丙烯是以丙烯（CH3—CH=CH2）為單體，H2為分子量調節劑，通過聚合反應得到的合成樹脂，存在等規、無規和間規三種不同立體結構。聚丙烯不含極性基團，具有優良的電絕緣性能，吸水率小于0.01%；為半結晶性聚合物，具有優良的化學穩定性，除強氧化劑外，對大多數化學藥品都是穩定的，無機酸、堿、鹽的溶液對聚丙烯幾乎無破壞作用。聚丙烯具有優異的延展性、抗彎曲疲勞性能和耐熱性能，比重輕，熔點在165℃左右，抗張強度和表面硬度較高，連續使用溫度可達120℃，耐環境應力開裂性好。主要牌號產品：