乙烯装置用能分析利用课件.ppt

1、乙烯装置用能分析利用乙烯装置用能分析利用2009年11月16日提纲?石油化工节能的方向和基本途径?乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状?乙烯装置节能的主要方向和具体措施石油化工节能的方向和基本途径石油化工节能的方向和基本途径石油化工节能的方向和基本途径石油化工节能的方向和基本途径乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?乙烯生产以石油烃为原料，经过蒸汽热裂解、急冷、压缩、分离等复杂的工艺过程处理，最终得到聚合级乙烯、聚合级丙烯（部分装置同时生产部分的化学级丙烯）以及混合碳四、裂解汽油、裂解柴油、裂解渣油等副产品。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征乙烯装置的工艺流程特点

2、及其用能特征乙烯装置分离热区分离冷区压缩区急冷区裂解炉区乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征裂解柴油原料裂解燃料油裂解汽油氢气丙烯裂解汽油碳四1#-3#4#-5#裂解气压缩机裂解气压缩机碱洗塔裂解气干燥器脱乙烷塔脱甲烷塔乙烯精馏塔丙烯精馏塔脱丁烷塔脱丙烷塔碳三加氢冷箱冷箱碳二加氢甲烷氢乙烷丙烷裂解炉汽油初馏塔水洗塔乙烯乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征碳二碳三加氢裂解柴油原料裂解燃料油裂解汽油氢气乙烯丙烯裂解汽油混合碳四1#-4#5#冷箱冷箱汽油初馏塔急冷水塔裂解气压缩机裂解气压缩机碱洗塔裂解气干燥器脱甲烷塔乙烯精馏塔丙烯精馏塔

3、脱乙烷塔脱丁烷塔低压脱丙烷塔高压脱丙烷塔碳三加氢裂解炉甲烷氢乙烷丙烷P-1乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?裂解炉区：裂解炉是乙烯装置的“龙头”。在这里，石油烃在隔绝空气和高温条件下发生复杂的裂解反应，大分子分解成小分子，饱和烃转化为烯烃、炔烃，这个过程既存在有利于乙烯、丙烯生成的一次反应，也存在影响乙烯收率的二次反应。裂解炉需要大量使用燃料，为裂解反应过程提供必需的热量，但它们却不是一组简单的加热炉，而更为重要的是一组反应器。裂解过程的特征可以概括为：高温、短停留、低烃分压。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?裂解炉区：裂解炉区：乙烯原料的品质（裂解性能）：原料中链烷烃特别是正构乙烯原料的

4、品质（裂解性能）：原料中链烷烃特别是正构烷烃的含量越高，其裂解性能越好。不同的裂解原料适宜烷烃的含量越高，其裂解性能越好。不同的裂解原料适宜的裂解温度不同，一般馏分轻的原料裂解温度较高，馏分的裂解温度不同，一般馏分轻的原料裂解温度较高，馏分重的原料裂解温度较低。同一原料根据需要的目的产物不重的原料裂解温度较低。同一原料根据需要的目的产物不同，裂解温度也会不同，一般情况下，需要产物中乙烯收同，裂解温度也会不同，一般情况下，需要产物中乙烯收率高时，裂解温度要高些，需要丙烯收率高时，裂解温度率高时，裂解温度要高些，需要丙烯收率高时，裂解温度要低些。通常用裂解产物中的丙烯要低些。通常用裂解产物中的丙烯

5、/乙烯比来表征裂解深乙烯比来表征裂解深度。度。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?裂解炉区：裂解反应的温度与停留时间：热力学方面，创造高温条件，裂解有利于乙烯的生成，但高温下烃分解为碳和氢的可能性更大；动力学方面，高温下烃裂解生成乙烯的反应速率大于烃分解为碳和氢的反应速率。利用生成乙烯的动力学优势去克服生成碳和氢的热力学优势，就为最大限度获取乙烯创造了条件，为此，裂解反应需要高温和短停留时间。停留时间长，可促进一次反应，但二次反应更可充分进行，这样一次反应生成的乙烯就会通过二次反应而大量消失；停留时间过短，一次反应来不及进行，原料转化不完全，为此，需要选择适宜的停留时间。乙烯装置的工艺流程特点

6、及其用能特征?裂解炉区：烃分压：裂解过程中的一次反应，不论是脱氢反应还是断链反应，气体分子数都会增加。从化学平衡观点来分析，降低烃分压，有利于提高乙烯的平衡转化率，同时对缩合、聚合等二次反应起到抑制作用。为此，采用水蒸汽做稀释剂（稀释蒸汽），来降低烃分压。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?裂解炉区：裂解炉出口产物分布决定了装置目的产品的收率高低和分离回收处理的难易。裂解炉热效率（排烟温度、剩余O2含量、炉壁温度）、裂解炉运行周期（炉管结焦状况）、裂解操作工艺参数控制（COT、水油比）、裂解炉烧焦工艺参数控制和（炉子出口设置的）废热锅炉对裂解气高温热量的回收水平及其汽包排污率等是影响该区域能量

7、利用效率的关键因素。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?急冷区：由油洗、水洗、工艺水处理、稀释蒸汽发生等系统组成，包含急冷油、急冷水两大循环，其主要作用是通过油洗将裂解产物中的裂解燃料油组分分离出来；通过水洗将裂解产物中的裂解重汽油组分分离出来；同时回收裂解气携带的较低温位热量，发生稀释蒸汽供裂解过程使用。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?急冷区：油洗塔的运行状况（釜温、顶温、急冷油粘度、塔内结垢堵塞等）、水洗塔的运行状况（釜温、顶温、急冷水乳化、油水分离效果）、工艺水汽提和稀释蒸汽发生系统的运行状况（结垢、腐蚀、稀释蒸汽发生压力、汽包排污）、急冷水热量利用水平等是影响该区域能量利用效率的关

8、键因素。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?压缩区：压缩区：由裂解气压缩机、制冷压缩机（甲烷、乙烯、丙烯的复叠由裂解气压缩机、制冷压缩机（甲烷、乙烯、丙烯的复叠制冷；混合冷剂的二元制冷、三元制冷）、碱洗塔、裂解气干燥等系统组成，其主要作用是将裂解气升压至有利于气干燥等系统组成，其主要作用是将裂解气升压至有利于轻组分通过常规精馏实现分离所需的压力；提供各组分分轻组分通过常规精馏实现分离所需的压力；提供各组分分离所需的不同温度级位的冷剂（常见冷剂等级：离所需的不同温度级位的冷剂（常见冷剂等级：18、3、-24、-40、-55、-75、-100）；将裂解气中的裂解汽油组分分离出来；将裂解气中的；将裂

9、解气中的裂解汽油组分分离出来；将裂解气中的CO2、H2S等酸性气体脱除掉；将裂解气中的饱和水除等酸性气体脱除掉；将裂解气中的饱和水除去。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?压缩区：压缩机及其驱动透平的设计工作效率，驱动透平进汽和抽汽的实际蒸汽参数、抽/凝比、复水器真空度，机组的运行工况（处理负荷、透平结垢、压缩机结焦等），裂解气压缩机系统段间冷却器的结焦，制冷机系统设备及管线的冷损等是影响该区域能量利用效率的关键因素。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?分离冷区：分离冷区：由冷箱、氢气甲烷化和脱甲烷、脱乙烷、碳二加氢系统、由冷箱、氢气甲烷化和脱甲烷、脱乙烷、碳二加氢系统、乙烯精馏等系统组成，其

10、主要作用是将裂解气中氢气分离出来；将氢气中杂质出来；将氢气中杂质CO除去，得到高纯度的氢气；将裂除去，得到高纯度的氢气；将裂解气中的甲烷分离出来；将碳二馏份分离出来，并通过选解气中的甲烷分离出来；将碳二馏份分离出来，并通过选择性加氢脱除其中的乙炔（尽可能地转化为乙烯）；将乙烯和乙烷分离，得到聚合级乙烯产品。烯和乙烷分离，得到聚合级乙烯产品。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?分离冷区：低温设备及管线的冷损、精馏塔的分离效率、碳二加氢的选择性和乙烯的回收率等是影响该区域能量利用效率的关键因素。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?分离热区：分离热区：由脱丙烷、脱丁烷、碳三加氢和丙烯精馏等系统组成，

11、其由脱丙烷、脱丁烷、碳三加氢和丙烯精馏等系统组成，其主要作用是将碳三馏分分离出来，并通过选择性加氢脱除主要作用是将碳三馏分分离出来，并通过选择性加氢脱除其中的丙二烯其中的丙二烯/丙炔（丙炔（MAPD 尽可能地转化为丙烯）；将尽可能地转化为丙烯）；将丙烯和丙烷分离，产出丙烯产品和碳三液化气；将碳四馏丙烯和丙烷分离，产出丙烯产品和碳三液化气；将碳四馏分分离出来，得到混合碳四和裂解汽油。分分离出来，得到混合碳四和裂解汽油。乙烯装置的工艺流程特点及其用能特征?分离热区：精馏塔的分离效率、碳三加氢的选择性和碳三液化气中丙烯损失等是影响该区域能量利用效率的关键因素。中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化

12、乙烯装置燃动能耗水平现状01002003004005006001998199920002001200220032004200520062007乙烯产量(万吨)600620640660680700720740760780800乙烯燃动能耗(千克标油/吨)中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状2007年中国石化乙烯燃动能耗水平与国外的对比(单位：千克标油/吨乙烯)按地区分组按技术年代分组按原料结构分组按双烯产能分组万吨/年中国石化参与评估装置拉美730老785混合75965666茂名625欧洲726较老697石脑油/重质料68565-90649燕山642北美658较新694乙烷/丙烷57290-1206

13、52天津686亚太616新586乙烷507120645齐鲁703中东524最新575上海2#751平均651平均677注：此表所列为美国所罗门公司 2009年全球乙烯装置绩效评估结果，参与评估的装置共117套，合计乙烯产能 7560万吨/年，约为全球总产能的 67%68%。中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状装置名称2008年完成2009年度指标1-10月完成比指标()集团公司649.36 648.00 622.70-25.30 燕山617.18 610.00 578.43-31.57 上海698.28 675.00 656.18-18.82 其中：1#886.71 780.00 774.20-5

14、.80 2#668.83 660.00 636.74-23.26 齐鲁660.38 665.00 662.32-2.68 扬子664.57 660.00 658.69-1.31 茂名606.82 615.00 573.69-41.31 广州657.11 650.00 639.97-10.03 天津614.71 618.00 604.63-13.37 中原670.24 650.00 623.61-26.39 东方691.33 690.00-中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状?根据不同乙烯装置的具体特点，可以将能耗分解到各个单元或各个耗能项目上，深入分析装置能耗构成情况，有利于针对性地开展节能工作。

15、中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状某乙烯装置的能耗构成数据（千克标油/吨乙烯）能源和耗能工质能耗分项小计占总能耗比例（%）燃料甲烷氢346.241451.57 77.83其它干气67.423燃料干气5.058天然气32.846蒸汽10.0MPa 蒸汽109.78437.79 6.511.5MPa 蒸汽-105.350.3MPa 蒸汽33.357电26.28326.28 4.53循环水42.04142.04 7.25水除盐水1.20438.44 6.63除氧水37.222新鲜水0.013氮气5.935.93 1.02压缩空气净化压缩空气0.3871.58 0.28非净化压缩空气1.197凝液汽机凝

16、液-9.305-23.44-4.04加热设备凝液-14.131合计580.20 100.0 中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状某乙烯装置分区域的能耗构成数据某乙烯装置分区域的能耗构成数据(千克标油/吨乙烯)燃料锅炉给水发生DS的MS 产SS炉区能耗合计炉区能耗占装置的比例分离区能耗合计分离区能耗占装置的比例三机能耗三机能耗占分离区的比例%43239.390.8-313249.141.9345.358.1295.285.5中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状与专利商在乙烯装置燃动能耗计算上的差异能源和耗能工质SinopecLummusS&

17、W能量折算值能量折算值能量折算值电力11.84/10.89MJ/kWh10.28 MJ/kWh10.87MJ/kWh标准燃料41868 MJ/t41868 MJ/t(实际按低位热值)51945 MJ/t10.0MPaG 级蒸汽3852MJ/t3235.8 MJ/t(11MPaG,520)2909.3MJ/t3.5MPaG 级蒸汽3684 MJ/t2545.1MJ/t(4.12MPaG,395)2704.2 MJ/t1.0MPaG 级蒸汽3182 MJ/t2021.8MJ/t(1.67MPaG,290)2407.0 MJ/t0.3 MPaG 级蒸汽2763 MJ/t1444.2MJ/t(0.44

18、MPaG,210)2377.6 MJ/t新鲜水7.12 MJ/t循环水4.19 MJ/t脱盐水96.3 MJ/t锅炉给水385.19 MJ/t氮气6.28 MJ/Nm3透平凝结水152.8 MJ/t工艺凝结水320.3 MJ/t仪表空气1.59 MJ/Nm3装置空气1.17 MJ/Nm3中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状福建乙烯燃动能耗设计值福建乙烯燃动能耗设计值能源和耗能工质吨乙烯消耗能量换算系数乙烯能耗单位数量单位数值万千卡/吨燃料气吨0.4800 万千卡/吨1203.8577.82 循环水吨438.3万千卡/吨0.143.83 锅炉给水吨4.07万千卡/吨9

19、.237.44 透平凝液吨-1.322万千卡/吨3.65-4.83 低压凝液吨-0.849万千卡/吨7.65-6.49 电度63.48万千卡/度0.282817.95 超高压蒸汽吨1.323万千卡/吨92121.70 高压蒸汽吨-1.404万千卡/吨88-123.55 中压蒸汽吨-1.805万千卡/吨76-137.18 低压蒸汽吨0.576万千卡/吨6638.02 合计564.71中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状天津大乙烯燃动能耗设计值能源和耗能工质吨乙烯消耗能量换算系数乙烯能耗单位数量单位数值万千卡/吨燃料气吨0.5255万千卡/吨1000525.46 循环水吨448万千卡/吨0.144.8

20、0 锅炉给水吨万千卡/吨透平凝液吨万千卡/吨低压凝液吨万千卡/吨电度77.768万千卡/度0.282821.99 超高压蒸汽吨1.0872万千卡/吨92100.02 高压蒸汽吨-0.686万千卡/吨88-60.33 中压蒸汽吨-0.208万千卡/吨76-15.81 低压蒸汽吨-0.644万千卡/吨66-42.50 合计573.63 中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状镇海乙烯燃动能耗设计值（工况1）能源和耗能工质吨乙烯消耗能量换算系数乙烯能耗单位数量单位数值万千卡/吨燃料气吨0.5286万千卡/吨1000528.64 循环水吨348.96万千卡/吨0.134.90

21、锅炉给水吨万千卡/吨透平凝液吨万千卡/吨低压凝液吨万千卡/吨电度79.745万千卡/度0.282822.55 超高压蒸汽吨1.553万千卡/吨92142.88 高压蒸汽吨-1.2万千卡/吨88-105.60 中压蒸汽吨-0.6万千卡/吨76-45.60 低压蒸汽吨-0.163万千卡/吨66-10.74 合计567.03 中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状镇海乙烯燃动能耗设计值（工况镇海乙烯燃动能耗设计值（工况2）能源和耗能工质吨乙烯消耗能量换算系数乙烯能耗单位数量单位数值万千卡/吨燃料气吨0.5635万千卡/吨1000563.52 循环水吨343.12万千卡/吨0

22、.134.31 锅炉给水吨万千卡/吨透平凝液吨万千卡/吨低压凝液吨万千卡/吨电度70.806万千卡/度0.282820.02 超高压蒸汽吨1.4278万千卡/吨92131.36 高压蒸汽吨-1.2万千卡/吨88-105.60 中压蒸汽吨-0.6万千卡/吨76-45.60 低压蒸汽吨-0.036万千卡/吨66-2.39 合计595.62 中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状中国石化乙烯装置燃动能耗水平现状武汉乙烯燃动能耗设计值武汉乙烯燃动能耗设计值能源和耗能工质吨乙烯消耗能量换算系数乙烯能耗单位数量单位数值万千卡/吨燃料气吨0.5444万千卡/吨1000544.43 循环水吨404.19万千卡/吨0.140.42 锅炉给水吨万千卡/吨透平凝液吨万千卡/吨低压凝液吨万千卡/吨电度69.118万千卡/度0.282819.55 超高压蒸汽吨1.6047万千卡/吨92147.64 高压蒸汽吨-1.153万千卡/吨88-101.46 中压蒸汽吨-0.825万千卡/吨76-62.73 低压蒸汽吨-0.38万千卡/吨66-25.11 合计562.74 乙烯装置节能的主要方向和具体措施?优化原料?降低燃料消耗?减少蒸汽消耗?其它乙烯装置节能的主要方向和具体措施乙烯装置节能的主要方向和具体措施