1. 建立乙烯裂解試驗裝置目的和意義
乙烯產量是衡量一個國家石油工業化工發展水平的標志。目前(2017年)世界乙烯生產能力已達1.7億噸/年,我國乙烯生產能力經過多年改擴建已猛增到1821.8萬噸/年,國內對乙烯需求為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勢明顯。乙烯裂解是一個投資巨大而且工藝復雜的項目,國內各大型乙烯企業更迫切需要改進和優化乙烯裝置的工藝水平,進一步提高裝置目標產物的收率。同時,乙烯原料由石腦油轉向低成本、副產物少的乙烷和丙烷,也是乙烯工業的發展趨勢,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水平和功能特點
由于烴類裂解制乙烯工藝技術難度大,反應溫度高達800-900℃,而且反應停止時間很短只有0.09-0.5秒,建設高水平的乙烯裂解試驗裝置技術難度極大。中石油蘭州石化公司在從KELLOGG公司引進了一套初期45萬噸/年乙烯工業生產裝置時,同時從KELLOGG公司又引進了一套
1) 模擬各種不同工業裂解爐型的操作才能與工業爐單爐標定結果相吻合
乙烯裂解試驗能夠模擬以下各種乙烯工業裂解爐型:
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(產品分布)
可適應國內外幾百種乙烯原料,從乙烷、丙烷、石腦油、輕柴油直至干點
3)評定各種原料的生焦程度(預測工業操作周期)
4)為工業乙烯裝置擴大、優化開拓乙烯原料
5)為未來直接原油靈活進料新工藝開發提供數據指導
6)為工業乙烯裝置提供優化操作條件
7)為新建大型乙烯裝置籌建、開車投產提供有效數據
8)操作彈性大:裂解反應溫度
停留時間 0.09秒→0.5秒
水油比 0.3→
9)控制精度高、數據準確
溫度控制誤差<±
流量控制誤差<±1%
壓力控制誤差<
物料平衡率≥97~99%
10)采用在線計量,在線燒焦等先進技術和措施
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據,在以加氫裂化尾油為原料的條件下,對其30萬噸/年乙烯工業裝置(后擴建到70萬噸/年)進行優化操作和校正,取得了理想的結果。同時,也為大量擴大優化乙烯原料提供了充分的決策依據,也創造了可觀的經濟效益。結果表明,進行優化工藝操作之后,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%。據測算,此項技術應用為企業年創收1.2億元。