乙烯工程课件5概要.ppt

乙烯技术进展及趋势展望二○○四年七月 报告内容 一、世界乙烯工业现状； 二、裂解技术进展； 三、裂解辅助技术进展； 四、分离技术进展； 五、其它制烯烃技术进展； 六、北化院乙烯技术。 世界乙烯生产现状 世界乙烯生产概况 产能持续增加，2003年乙烯产能达到1.1亿吨，产量0.97亿吨。2010年乙烯产能将达1.4亿吨。 新增生产能力集中在中东和亚洲。 聚乙烯仍是乙烯的第一大用户。 乙烯装置的开工率将从2003年的87%增加到2013年的93%。 世界乙烯产能发展趋势 各地区产能增加情况 各地区增长变化对比 世界乙烯消费结构 裂解技术进展 裂解技术发展进程 60年代末以来，改进技术主要是提高产率和选择性； 70年代中期，油价上涨使重点转移到能量高效率上； 90年代后，重点转移到降低投资上； 目前99%的乙烯由管式炉裂解技术生产，管式炉裂解技术趋近极限，技术改进速度放缓，很难有根本性突破； 管式炉裂解技术今后改进：使裂解炉在接近设备极限下长时间运转，改进上下游关系，充分发挥装置潜能。 各时期发展的侧重点不同 裂解技术发展趋势 提高裂解选择性（ 20% →≥33%）； 降低原料消耗和能耗； 扩大生产能力以降低投资和成本； 扩大原料灵活性以适应市场变化。 大容量炉管 Lummus公司：SRT-I、II、III、IVHC KTI公司：GK-I、II、III、IV Linde公司：PYROCRACK4-2、2-1 SW公司：USC-M、W 高选择性炉型 中国： CBL-I、II、III、IV Lummus公司：SRT-V、VI KTI公司：GK-V、VI Linde公司：PYROCRACK1-1 SW公司：USC-U Kellogg公司：MS Exxon公司：LRT-1、2 装置大型化 裂解炉大型化 优点： 节约投资(减少14-18%） 减少占地面积（15%） 减少操作人员 降低操作成本、维修费用 利于优化控制 降低原料消耗 延长运转周期 降低生产成本 扩大原料灵活性 适应市场变化； 装置大型化的要求； 原料供应的要求； 原料价格的要求。 原料灵活性 原料灵活性设计需考虑的问题: 各种原料匹配的工艺参数优化问题； 对对流段的影响：进料位置、汽化点、 阻力降等； 对辐射段的影响：停留时间、裂解温度、深度、周期等； 对急冷锅炉的影响：阻力降、热量回收、周期等； 对油急冷系统的影响：急冷油用量、急冷器设计等； 对后续系统的影响：油洗塔、组成变化的影响等。 裂解炉在线优化控制技术 早期：采用单参数或双参数调节方法控制； 80年代以来：采用先进的DCS控制系统，对生产实现超前控制、最佳控制，降低成本和节能； 近年：逐渐使用多边数学模型预测控制等系统，使裂解炉可以在接近设计值状态运行，使出口温度和裂解深度保持均一化。 CFD模拟技术 计算流体力学（CFD）是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的边缘科学。 以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。 CFD模拟技术 用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节； 可以模拟裂解炉炉膛的烟气流动状态、燃烧状态、温度分布、压力分布等； 可以模拟辐射段炉管内的温度分布、压力分布、流动状态、反应情况等。 CFD模拟技术 CFD模拟技术 CFD模拟技术 抑制炉管结焦技术 重要性： 结焦和渗碳是蒸汽热裂解制乙烯装置所面临的主要问题之一。 全球乙烯业为清焦和更换裂解炉盘管，每年损失近20 亿美元，其中约2-4亿美元用于盘管更新。 一套典型装置使用此技术可节约500-2000万美元/年。 抑制结焦的几种方法 炉管内表面处理； 化学结焦抑制剂； 新合金、新材料炉管。 结焦抑制剂 Nalco和Exxon的COKE-LESS； 韩国SK公司的PY-Coat； Nova公司的CCA-500； Atofina和Technip的CLX。 国内结焦抑制技术研究 北京化工研究院； 大庆石油学院与辽化的CRSI； 盘锦乙烯与抚油； 华东理工大学； 齐鲁烯烃厂的预处理技术。 炉管内表面处理 加拿大Westaim SEP公司的CoatAlloy 涂覆工艺； 美国Alon Surface TechnologiesG公司的AlcroPlex双扩散工艺； Technip Benelux 公司与Elf Atochem公司合作的炉管在线涂覆技术； 日本大同兴业公司同Shell联合开发出的一种裂解炉管涂层技术。 新炉