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第十一章 乙 烯 一、乙烯的地位、生产工艺路线及发展概况 二、采用裂解法生产乙烯的原料 三、烃类裂解工艺原理 四、烃类裂解工艺流程 五、裂解炉 六、裂解气净化分离 1. 乙烯生产在石油化工中的地位 乙烯（ethylene）,CH2 =CH2,是用途最广泛的有机化工基础原料,是石油化工的主要代表产品,在石油化工中占主导地位。 乙烯装置在生产乙烯的同时,还副产数量可观的丙烯、丁烯和苯、甲苯、二甲苯。“三烯”和“三苯”是石油化工的基础原料。石油化工的大多数中间产品和最终产品都是它们的后加工产物。 乙醇脱水:成熟、工艺简单,投资少;需要便宜的乙醇原料 烃类裂解:成熟、工艺简单,投资大;石油价格高于80美元/桶,失出成本优势 甲醇制乙烯:大规模不够成熟、工艺复杂,投资大;石油价格高于80美元/桶,有成本优势 早在上世纪30年代就开始了石油烃的高温水蒸汽裂解生产乙烯的研究,并于40年代初建成了管式炉裂解生产装置 目前世界上广泛采用的裂解原料是液态烃,我国的液态烃原料以轻柴油为主 目前世界上乙烯生产的主要技术是管式炉裂解和深冷分离流程,蓄热炉、砂子炉裂解等因技术落后已先后在上世纪60-70年代被淘汰 20世纪60年代以来,乙烯生产不断在提高裂解温度、缩短裂解时间、降低裂解烃分压等方面进行了改革和发展,使得石脑油裂解的单程乙烯收率从23%提高到目前大于30%;同时裂解炉的热效率也从85%以下发展到目前的93%以上,其主要成熟的技术有八种工艺(见教材427-428) (1) 鲁姆斯SRT型裂解工艺:世界上采用最广泛的裂解技术,具有停留时间短、热强度高、烃分压低等特点。从1965年第一台SRT-Ⅰ型装置投产后,发展到Ⅴ和Ⅵ型。单台生产能力由3万吨/a→4.5-5.0万吨/a;炉的热效率由87%→92%;裂解原料可使用减压柴油。国内燕山、齐鲁、扬子、金山、盘锦、抚顺等引进和已建了Ⅴ型。 (2) 斯通-韦佰斯特裂解工艺:如USC-176U炉包含176个“U”辐射炉管,并采用USC型急冷锅炉使裂解气急冷。大庆采用该公司技术。 (3) 凯络格裂解工艺:原料适应性广,从乙烷到柴油均可采用。 (4)三菱油化裂解工艺:采用的管式裂解炉为单排双面辐射,对流段在底部。金山、吉林公司先后引进了该技术。 (5) 正梯台裂解工艺:采用正梯台裂解裂解炉,以混合石油和循环乙烯为原料。辽化公司采用此技术。 (6) KTI裂解工艺:GK-Ⅲ,GK-Ⅳ,GK-Ⅴ型炉，结构似于SRT型炉 (7) 西拉斯裂解工艺:国内自行设计,以轻柴油为主。 (8) 热载体裂解工艺:有固体热载体及气体热载体两大类。如砂子流动床法、焦碳流化床法（K-K法）、高温水蒸气气裂法（ACR法）等。 我国乙烯生产能力在60万吨以上的企业 本节讨论三个问题： （一）乙烯原料和种类 （二）怎样合理选择原料 （三）乙烯原料的预处理 天然气加工厂轻烃：如乙烷、丙烷、丁烷、天然汽油等 炼油厂加工产品（炼油装置的裂解原料） ——如炼厂气、汽油、煤油、柴油、重油、渣油等 ——炼油厂二次加工油,如催化加氢油、加氢裂化油等 1．炼厂气：是炼厂在石油加工过程中所得到的气体的总称。它主要包括催化裂化气、加氢裂化气、焦化气、重整气。这些气体经汽油吸收后可得干气、气态烃、液态烃。气态烃主要含有氢、甲烷、碳二等难凝气体，液态烃主要碳三、碳四馏分，结果列于下表。 直馏汽油(石脑油):初馏点～200℃的常压原油馏分 拨头油:从初馏点～130℃的馏分拔出﹤60℃的馏分 抽余油:60～130℃馏分重整, 抽提芳烃后的剩余油,主要是C6-C8烷烃和环烷烃 从上述的讨论可知,可选天然气资源或石油资源来作为乙烯装置的原料。但究竟采用哪种原料经济合理呢？ 主要取决于各国的资源条件和炼油工业的发展特点,一般以乙烷、丙烷和石脑油为原料,因为生产乙烯的收率较高 例如,美国有丰富的湿性天然气资源,富含轻质烷烃,又有发达的天然气加工工业,长期以来就是以湿性天然气中回收的轻质烃作为生产乙烯的原料。 西欧、日本等国选用石脑油作为乙烯原料,因为西欧、日本进口的油品主要来自中东,中东原油轻组分较多,石脑油馏分通常占原油的20％左右。这种石脑油辛烷值低,不宜作车用汽油,石脑油曾经是有剩余的馏分。 一般采用原料烃中烷烃(P),烯烃(O), 环烷烃(N)和芳烃(A四种烃族的质量分数(PONA值)来预估产品收率,判断是否适宜作裂解原料。 乙烯装置的原料油是由不同地区的原油经炼制后所得的馏分油。原油因不同地区的地质条件不同，其所含杂质也有所不同。这样,乙烯装置的原料油所含的杂质也就因其产地不同而的所区别。 原料油所含杂质的种类大致有以下几种: (1)重金属,如铅、汞、钒、镍、铁