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乙烯工艺 一、概述石油化学工业中大多数中间产品（有机化工原料）和最终产品（三大合成材料）均以烯烃和芳烃为原料，除由重整生产芳烃以及由催化裂化副产物中回收丙烯、丁烯和丁二烯外，主要有乙烯装置生产各种烯烃和芳烃。以三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）和三苯（苯、甲苯、二甲苯）总量计。约65%来自乙烯生产装置。因此，常常以乙烯生产作为衡量一个国家和地区石油化工生产水平的标志。二、乙烯装置的主要实现方法? ?? ???我们通常所说的乙烯装置，主要包括管式炉裂解和深冷分离。早在20世纪30年代就有人开始对石油烃高温裂解生产烯烃的技术进行研究，40年代初建成了管式炉裂解生产乙烯的工业装置。经过60多年的发展仍在烯烃生产中占据统治地位。其他还有蓄热炉裂解、流动床裂解等由于投资高、物耗能耗高、污染严重逐步被淘汰。烃类裂解得到的裂解产物还有氢、甲烷、乙烷和乙烯、丙烷和丙烯、混合碳四、碳五、裂解汽油等混合物。此外还有少量二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等气体，并含有微量炔烃等杂质，因此必须对其进行分离和精制才能得到合格的乙烯、丙烯和其他产品。裂解气分离法主要有油吸收分离法和深冷分离法。前者能耗高、烯烃损失大，60年代几乎全部被深冷分离法取代。深冷分离法：利用裂解气中各组分沸点相对较大，各组分相对挥发度不同，在不同的温度下用精馏法进行分离。在一定压力下，碳三以上的馏分可以在常温下分离，碳二馏分则需要在-30~-40℃条件下分离。用精馏方法将裂解气中甲烷和氢气分离出来，则需要-90℃以下的低温分离。这种采用低温分离裂解气中甲烷和氢气的方法成为深冷分离法。此法，能耗低、操作稳定，不仅能得到高质量的烯烃产品，而且能获得高纯度的氢气和甲烷。因此现在被普遍采用。图1由烃类裂解得到三烯、三苯过程示意图另外除了烃类裂解生产乙烯外，有、由炼厂气回收乙烯、丙烯，也是工业生产乙烯的主要来源。炼厂中热裂化装置、催化裂化装置、延迟焦化装置副产的轻烃含有大量烯烃，这些炼厂气回收的烯烃在烯烃生产中占有相当重要的地位，尤其在丙烯和碳四烯的生产地位不亚于烃类裂解法。世界上最大的乙烯生产商是美国道化学公司，位居第二的是美国埃克森美孚公司，第三位是英荷壳牌公司。三、乙烯装置主要原料1、来自油田的伴生气和来自气田的天然气天然气主要成分是甲烷，还含有乙烷、丙烷等轻质饱和烃及少量的CO2、N2、H2S等非烃成分。按化学组分来分类，天然气可分为干气和湿气◆干气：甲烷含量在90%以上，在常温下加压不能使之液化，不适合做为裂解原料◆湿气：甲烷含量在90%以下，还含有一定量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃。由于乙烷以上的烷烃在常温下，通过加压可以使之液化，通过对该类天然气的分离，得到乙烷以上的烷烃是优质的裂解原料按矿藏不同来分类，天然气可分为气井气、油田气、凝析井气◆气井气：开采时只出气不出油的井称为气井，由气井开采出来的天然气叫气井气，属于干气◆油田气：与石油伴生的天然气，与原油一起开采出来，属于湿气◆凝析井气：碳十及碳十以下烷烃的烃类混合物在1500米以下地下是以气相存在的，开采后在地面通过节流降压到4.9～6.8MPa，由于降温，会发生“逆反冷凝”，凝析出液体称为气田凝析油。在开采气田凝析油的同时采出凝析井气。凝析油的组成相当于轻质石脑油或全程石脑油与粗柴油的混合物。凝析油是裂解的好原料。油田伴生气和凝析井气必须经过天然气加工装置，用吸收法或深冷分离法进行分离加工。天然气分离加工后，甲烷被分离出去，得到乙烷、液化石油气（LPG）、天然汽油、加工厂凝析油，总称为天然气凝析液（NGL），一般也称为油田轻烃。NGL可不加分离直接用作裂解原料图2 天然气分离加工示意图2、来自炼厂的一次加工油品、二次加工油品及炼厂气◆炼厂气：是原油在炼厂加工过程中所得副产气的总和，主要包括重整气、加氢裂化气、催化裂化气、焦化气等。炼厂气中含有丰富的丙烯、丁烯，可不经裂解由气体分离装置直接回收利用。分离出来的烷烃可作为裂解原料◆石脑油：初馏点～200℃的馏分称为全程石脑油初馏点～130℃的馏分称为轻石脑油原油经过常压蒸馏后分馏出来的馏分称为直馏石脑油由炼厂焦化装置、加氢裂化装置等二次加工后得到的石脑油称为二次加工石脑油由于重整装置需要的是60℃以上的馏分，因此石脑油在进行重整前，需要将60℃以下的馏分拔掉。通常称这一部分初馏点～60℃的馏分称为抜头油，成分为C3～C6烃类，属于石脑油，是较好的裂解原料◆重整抽余油：重整油经过芳烃抽提装置抽提出芳烃后剩余的馏分称为重整抽余油，主要成分为C6～C8烷烃，是较好的裂解原料◆直馏柴油：原油常压蒸馏时所得馏程范围在200℃～400℃的馏分称为直馏柴油，其中200℃～350℃的馏分为轻柴油，250℃～400℃的馏分为重