乙烯装置裂解技术进展及其国产化历程

蒸汽裂解生产乙烯工艺研究摘要：蒸汽裂解工艺是乙烯生产的主要工艺，介绍了蒸汽裂解技术的发展历程和工艺流程，对SRT-VI、USC-U、GK-Ⅴ、SL-I等工艺进行对比，分析各个裂解炉的性能与操作参数，研究SW-U型裂解炉的工艺流程，对乙烯生产工艺进行探究，为蒸汽裂解生产乙烯工艺的发展奠定理论基础，实现增产的目标。

关键词：蒸汽裂解；乙烯工艺；生产技术前言：乙烯属于低碳烯烃物质，在化工领域，乙烯是极为常用的一种有机化工原料。

现阶段，主要有两种乙烯生产工艺，一种是蒸汽裂解工艺，该工艺能够形成98%的乙烯，还会形成66%的丙烯，重点对该工艺进行研究，另一种是催化裂解工艺，该工艺仅能生产32%的丙烯。

1蒸汽裂解的开发历程和工艺流程1.1开发历程1910～1941年是蒸汽裂解技术的初始阶段，美国于1941年发明了第一台蒸汽裂解炉；1960～1970年是该技术发展的第一阶段，德国发明了Pyrocrack系列裂解炉，美国发明了SRT-I裂解炉；1970～1990年是该技术发展的第二阶段，美国、荷兰发明了SRT-Ⅲ、USC以及GK-Ⅱ等，随后，美国、荷兰、中国发明了SRT-Ⅳ、GK-Ⅴ、SL-I、CBL-I等；1990年至今是该技术发展的第三阶段，逐渐分发明了SRT-X、CBL-R等，目前，已经生产出大型乙烯生产装置，该装置能够同时进行炼化，原料主要包括石脑油和乙烷等[1]。

1.2工艺流程在蒸汽裂解的过程中，需要让液化气等气体原料和石脑油等液体原料置于750～900℃的高温环境中，通过断链、脱氢、聚合、缩合、异构、焦化完成蒸汽裂解反应，形成乙烯等物质。

蒸汽裂解的主要装置是裂解炉，包括两个部分，第一个部分是对流段，原料进入之后，利用预热器进行预热，将温度升高到80℃，将预热后的原料转移到过热段，与稀释蒸汽相混合，当原料温度升高到600℃时，将原料传输到横跨段，再传入到下一个部分。

裂解炉的第二个部分是辐射段，由燃烧器、炉管等构成，通过高温烟气辐射等方式继续升温，当温度升高到800～900℃时，开始产生裂解反应，形成低碳烯烃裂解气，其中包含乙烯。

乙烯装置流程乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。

乙烯装置是生产乙烯的关键设备，其生产流程经过多道工序，包括裂解、分离、净化等步骤。

下面将详细介绍乙烯装置的生产流程。

首先，乙烯装置的生产从乙烷的裂解开始。

乙烷经过加热后，在催化剂的作用下发生裂解反应，生成乙烯和丙烷。

裂解反应是乙烯装置的起始步骤，也是乙烯生产的关键环节。

接下来，裂解产物需要进行分离。

在分离过程中，通过精馏塔和冷凝器等设备，将乙烯和丙烷进行分离，得到纯度较高的乙烯产品。

分离过程的效率和技术水平直接影响乙烯产品的质量和产量。

随后，乙烯产品需要进行净化处理。

净化过程包括脱硫、脱氧、脱水等步骤，旨在去除杂质，提高乙烯产品的纯度和稳定性。

净化后的乙烯产品可以更好地满足市场需求，同时减少对下游工艺的影响。

最后，乙烯产品通过压缩、储存等环节，最终得到成品乙烯。

成品乙烯可以直接用于生产乙烯制品，也可以作为化工中间体，进一步加工合成其他化工产品。

总的来说，乙烯装置的生产流程包括裂解、分离、净化和成品处理等多个环节。

每个环节都需要精密的设备和严格的操作控制，以确保乙烯产品的质量和产量。

乙烯装置的生产流程不仅涉及化学工程技术，还需要综合运用物理、材料、机械等多个学科的知识，是一个复杂而又精密的系统工程。

乙烯装置的生产流程在化工行业中具有重要的地位，其技术水平和生产效率直接关系到整个乙烯产业的发展。

随着科技的不断进步和工艺的不断改进，乙烯装置的生产流程将会更加高效、环保和可持续，为乙烯产业的发展注入新的活力。

0.25Mt/a乙烯裂解装置工艺摘要乙烯裂解炉是乙烯生产中的关键设备，其平稳、安全、高效运行对乙烯生产过程具有举足轻重的作用，因此对乙烯裂解炉装置实施工艺条件选择、操作优化具有重要的理论和实际意义。

本设计主要是设计年产25万吨的乙烯装置工艺。

烯烃裂解技术是将较高级烯烃转化为乙烯、丙烯等较低级烯烃的烯烃转换技术。

其工艺以烯烃的热力学平衡为基础，采用一种合适的催化剂(如改性的ZSM-5或其它类型的沸石)，把C4和C5等高碳烯烃转换为低碳烯烃(主要为乙烯、丙烯和丁烯)。

低碳烯烃具体组成与原料烯烃的碳数无关，由反应条件和催化剂决定。

通常使用的原料为蒸汽裂解装置的C4和C5馏分、FCC装置的C4馏分和汽油中的C5馏分。

由于原料中的二烯烃易产生结焦，因此应预先将其选择性加氢转化成烯烃。

首先介绍了国内外乙烯工业现状及发展趋势，以及乙烯技术进展。

然后介绍了生产乙烯的各种方法，乙烯工艺流程的简述,尤其是裂解部分，压缩和分离部分进行了详细的叙述。

本设计采用的是管式裂解炉，因此对管式裂解炉进行了详细的叙述。

最后对设备的物料及能量进行了计算，并讨论了本设计的不足。

关键词：发展状况，生产技术，工艺流程，裂解炉1.概述1.1国内外乙烯发展的状况1.1.1世界乙烯产需概况及展望1.1.1.1世界乙烯工业现状2004年世界乙烯生产能力11290万吨，产量10387 万吨，主要集中在欧美发达国家。

乙烯工业随着全球经济形势呈现周期性变化。

1988~1995年乙烯工业处于快速发展时期。

世纪之交，受亚洲金融危机等一系列政治、经济事件的持续影响，乙烯工业增速放缓。

2003年下半年以来，全球经济逐步复苏、中国等发展中国家经济增势强劲，乙烯工业呈现产能趋紧，价格回升，效益上扬的势头。

乙烯工业日趋走向成熟。

欧美等发达国家已进入产业成熟期。

发展中国家正处于集约化经营的产业升级换代时期。

中东等地产油国逐步成为产业发展新兴力量。

乙烯工业规模化、集约化经营日趋明显。

浅谈中国乙烷裂解制乙烯现状及未来趋势分析乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是石油化工产业的核心，在国民经济中占有重要地位，其生产规模和水平已经成为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。

2013年，我国乙烯总产能为1787万吨，同比增长7.5%；产量1622.5万吨，同比增长7.1%；净进口量170.4万吨，同比增长19.7%；表观消费量为1792.9万吨，同比增长8.1%。

国内的乙烯消费主要体现在下游衍生物上，其中60%以上用于聚乙烯的生产。

在消费量统计上，通常采用当量消费量来评价乙烯的实际需求，2013年，我国乙烯当量消费量约为3510.6万吨，乙烯当量消费自给率约46.2%，还存在较大的供应缺口。

2014年，我国建材、家电、汽车工业快速发展，对聚乙烯、苯乙烯、合成橡胶等乙烯衍生品的需求量仍将保持较快增速，从而带动乙烯市场需求的增加。

预计2014年，国内乙烯当量需求量为3725万吨，较2013年增长6.0%。

未来几年，我国单体乙烯基本能够实现自给，而当量乙烯消费量缺口仍较大，乙烯工业仍有一定的发展潜力。

目前，中国已成为世界上仅次于美国的第二大乙烯生产国。

但值得关注的是，近年来国际油价高企，使得以石脑油为原料的乙烯装置竞争力大幅下降，迫于竞争压力，国内乙烯装置近两年开始限产，而以低廉的乙烷为原料生产乙烯越来越显示出成本优势。

1.乙烷裂解制乙烯的优越性乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投资少、污染小等优点。

据CEH报告，乙烷裂解制乙烯的收率高达80.5%，远高于国内传统石脑油制乙烯35%的收率。

随着美国、加拿大及中东地区天然气的大规模开采，尤其是美国近几年的页岩气革命，乙烷的供应大幅增加，价格却不断下降，乙烷裂解制乙烯已成为颇具竞争力的工艺路线。

世界范围内，乙烷在乙烯的原料占比中由之前的不足10%，增加到2012年的34.8%。

世界乙烯原料占比及我国乙烯原料构成见图1、图2。

以2013年5月中石油石脑油报价、美国乙烷报价及亚洲乙烯报价为核算基准，石脑油制乙烯和乙烷制乙烯两种工艺路线的经济性见表1。

乙烯产能的发展历程乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、纺织、包装等行业。

乙烯产能的发展历程可以追溯到20世纪初，经过近百年的发展，乙烯产能经历了较大的变化和提升。

20世纪初，乙烯的产能非常有限，主要依靠从煤炭、石油等资源中提取乙烯。

当时的乙烯产业还处于起步阶段，生产工艺相对简单，产能规模较小。

随着化工工艺的不断发展和技术的进步，乙烯的产能也逐渐增加。

到20世纪60年代，乙烯的生产工艺发生了重大变革，石油裂解法取代了传统的煤炭裂解法，大大提高了乙烯的产能。

同时，乙烯的生产规模也逐渐扩大，进入了工业化生产阶段。

20世纪70年代至80年代，乙烯的产能进一步提升。

在这一时期，乙烯的生产技术不断创新，新型催化剂的应用使得乙烯的生产更加高效和稳定。

此外，乙烯的生产工艺也得到了进一步改进和优化，使得乙烯的产能得到了进一步提高。

进入21世纪，随着经济的快速发展和社会需求的增加，乙烯的产能也得到了进一步的提升。

新型的乙烯生产技术不断涌现，例如乙烯裂解技术、乙烯蒸汽重整技术等，使得乙烯的产能不断突破新的纪录。

全球乙烯产能已经达到了数千万吨的规模，其中以中东和亚洲地区为主要生产基地。

中国作为全球最大的乙烯生产和消费国，乙烯的产能也在不断提升。

随着新型石化项目的投产和现有生产设施的升级改造，中国的乙烯产能已经超过了3000万吨。

未来，随着科技的不断进步和新型工艺的应用，乙烯的产能还将继续增加。

同时，环保和可持续发展的要求也将促使乙烯生产向更加清洁和高效的方向发展，以减少对环境的影响。

乙烯产能经过近百年的发展，从最初的小规模生产到如今的数千万吨规模，取得了巨大的进步和发展。

乙烯产能的提升离不开工艺技术的创新和优化，也离不开市场需求的推动。

相信在不久的将来，乙烯产能还将继续增加，并为人们的生活和工业发展提供更多的支持和便利。

Spotlights I 关注从零起步到全球第二大乙烯生产国□任昕瞿辉70年来，我国乙烯工业发展规模和技术水平都有了质的飞跃，诸多关键技术、设备均实现国产化。

但发展乙烯下游部分高附加值产品仍面临技术壁垒，高端专用化学品占比不高，高质 量发展任重道远。

乙烯是石油化工产业的核心产品，也是世界上 产量最大的化学产品之一，是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志，在国民经济中占有重要的地位。

新中国成立70年以来，我国乙烯工业从无到有、 从小到大、由弱到强，不断蓬勃发展。

尤其是改革开 放40多年来，乙烯工业克服重重困难.破除深层技术困难，产业链覆盖范围不断延展，下游衍生品不断增多，产能从改革开放之初不足40万吨/年发展到2018年2532万吨/年，规模增长了60多倍，成为全球仅次于美国的第二大乙烯生产国。

我国乙烯匚业发展历程回顾70年的发展历程，我国乙烯工业先后经历萌 芽期、快速发展期和高质量发展期三个阶段，先后实48 2019 / 09中国石化WS potlights I关注现了百万吨级乙烯技术和装备的国产化、煤制乙烯及乙烷制乙烯项目资源和技术国产化等关键领域的重大突破。

1.萌芽及起步期（1949年~19力年）20世纪50年代末，兰州石化公司合成橡胶厂引进苏联0.5万吨/年方箱炉裂解制乙烯工艺，1962年该装置建成投产，标志着我国乙烯工业的诞生。

到1969年，乙烯装置有两套，分别为兰化和新建上海高桥石化（1.2万吨/年），两个项目总产能1.7万吨/年。

这是我国乙烯工业发展的萌芽和起始阶段。

2.稳步发展期（1978年~1998年）进入改革开放年代，为满足国家经济建设的旺盛需求，乙烯工业加速发展，产能规模爆发式增长。

1979年，随着辽阳石油化纤公司乙烯装置投产，产能达到41.4万吨/年。

国内乙烯生产厂增加到5家，年均产量增长超过33%。

这一时期，原油资源和炼油工业得到了空前大发展，随着引进斯通-韦勃斯特（S&W）和鲁姆斯等先进专利技术，乙烯生产工艺技术和装备条件面貌一新。

大港供销公司发挥整体优势增强竞争能力中国石油网消息（通讯员成燕）近日，大港油田公司与南方石油勘探开发有限责任公司签订“战略合作框架协议”，为大港供销公司外部市场开发注入了一剂强心针。

紧跟开发战略，不断提升服务保障能力。

大港供销公司紧紧依托自身的专业化优势，紧盯项目，认真筹划，整合利用内外优势资源，积极为甲方提供人员和物资供应保障，不断完善战略布局，大力推进建立全覆盖物资保障中心，市场反应能力不断提升。

发挥整体优势，不断加大市场开发力度。

这个公司紧紧依托油田公司在品牌、资金和影响力等方面的优势，与海南福山油田、中油海船舶事业部、中油海海工事业部、冀东油田等开展长期合作，逐步形成较为稳定的市场格局。

加快转变发展方式，不断扩大服务规模。

这个公司以提高市场占有率为主线，不断深化传统市场、新兴市场和潜在市场的开发，实施全方位服务。

目前，这个公司已建立高效的信息整合机制、协调配合机制、全程一体化服务机制。

同时，针对不同的服务主体，还分别实施战略合作框架模式、整体项目经营模式、资源整合推动模式等市场运作模式。

国内最大功率高速往复活塞式天然气压缩机组研制成功中国石油网消息（通讯员陈定中）中国首台拥有自主知识产权国内最大功率高速往复活塞式天然气压缩机组——RTY3360压缩机组,经72个小时的工业性试验，5月3日在西南油气田重庆气矿梁平作业区沙坪场增压站正式投入运行。

截至5月16日，机组安全平稳运行了370多个小时，运行噪声低、振动小，各项指标达到或优于设计标准要求，日处理天然气232万立方米，与原两台进口1490压缩机组处理量相当。

该机组由中国石油集团济柴动力总厂成都压缩机厂自主创新研制，获得国家专利授权9项。

机组设计功率3500千瓦，发动机输出功率3360千瓦，是目前国内拥有自主知识产权、功率最大的高速往复活塞式压缩机组，填补了国内空白，可广泛应用于集气外输、储气库注气采气、炼化、油气加工处理，实现国产替代进口。

第四章乙烯生产原理与技术第一节概述一、石油化工及其地位石油化学工业（简称石油化工）就是利用石油及天然气资源，经过各种化学和物理过程生产化工产品的工业。

石油化工所用的原料是很广泛的。

包括原油、油田气、天然气、炼厂气、汽油、煤油、柴油、重油、渣油等。

石油化工的生产过程主要有裂解、气化、分离、合成和聚合等。

其中裂解和分离是生产乙烯等基础原料的最基本的生产过程。

石油化工的化工产品是多种多样的。

其中最重要的，以通俗的说法，有八大基础原料、十四种基本有机原料、三大合成材料以及其他各种化工产品。

八大基础原料是乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯和萘；十四种基本有机原料是甲醇、甲醛、乙醛、醋酸、环氧乙烷、环氧氯丙烷、甘油、异丙醇、丙酮、丁醇、辛醇、苯酚和苯酐；三大合成材料是塑料、合成橡胶和合成纤维；其他各种化工产品有化肥、农药、合成药物、染料、涂料、溶剂、助剂等。

从石油和天然气资源，经过各种生产过程制取基础原料、基本有机原料、合成材料和其他各种化工产品的情况，见图4-1。

石油化工是重要的原料工业，是国民经济的基础工业。

它为工业、农业、交通运输和国防建设提供大量的化工原材料，直接关系到整个国民经济的发展。

例如，石油化工生产的合成氨，是生产化肥的基础原料；合成树脂是生产各种塑料产品的基础原料；合成橡胶是生产各种橡胶制品的原料；合成纤维是纺织工业的原料。

石油化工的生产不受自然条件的约束，可以实现均衡、稳定、长周期生产。

而且，石油化工生产的产品大多数是新型材料，不仅用途广，而且不少产品的性能已超过天然材料。

石油化工科学技术的进步，必将为国民经济各个部门和人民生活提供更多更好的产品。

石油化工与人民的日常生活更是密不可分，息息相关。

人们的衣、食、住、行离不开石油化工，它为人们提供了多种多样的日用必需品，繁荣了市场，丰富了人们的生活。

例如，各种合成纤维制品，以其价廉物美、品种繁多成为美化人们生活不可缺少的纺织品；化肥、农用塑料薄膜、农药和各种植物生长激素，用来增加农作物产量；各种合成材料，以其可塑性好、成型方便、质轻、不生锈、耐腐蚀等优点在建筑行业中得到广泛应用，如代替钢材、木材和水泥，为建筑的轻型化、美观和易施工提供了便利条件。