KBR乙烯裂解短时间停留技术
【KBR技术巡礼】K-COT?催化制烯烃技术
【KBR技术巡礼】K-COT™催化制烯烃技术
KBR催化制烯烃技术K-COT™是经过商用验证的技术，可将低价值的烯烃、烷烃或混合物流转化成高价值的丙烯和乙烯。
K-COT以KBR开发的各种进料的催化制烯烃技术经验为基础，并将这些技术经验整合到一起。
该技术可用于建设独立的烯烃生产装置，也可以轻松地和炼油或石化一体化进行整合，从而提高盈利性、操作灵活性，并满足以市场为导向的产品需求。
技术优势
·这项创新技术采用流化床反应器和专有催化剂
·催化剂可根据进料类型最大化地提高丙烯产量
· KBR在流化床反应器设计方面的专业知识和丰富经验可确保装置的最佳运行
· K-COT在设计上融合了KBR多年来在乙烯装置的设计创新、高效率和低成本方面所积累的丰富经验
·与蒸汽裂解技术相比，K-COT可提高丙烯收率，降低能源消耗，改善液体原料裂化的生产成本
K-COT的典型应用
与蒸汽裂解装置整合
·将低价值蒸汽裂解副产品循环回反应器
·裂解炉扩能更换替代方案
·新建联合烯烃工艺
与炼厂整合
·过量石脑油
·汽油调和组分
·催化裂化装置
作为小型独立装置使用
丙烯/乙烯（P/E）比≈ 1：1，满足聚乙烯和聚丙烯装置的经济规模
与以煤为原料的费托合成或甲醇制烯烃装置整合
无需对烯烃/氧化物进料进行额外加工
商业化应用
2006年，首套商业化催化制烯烃装置在南非沙索公司投入运营。
该装置的进料富含烯烃和氧化物，并且和费托合成装置、蒸汽裂解装相整合，其分离系统的产能为52.5万吨/年的丙烯和20万吨/年的乙
烯。
第3章乙烯生产工艺与技术
100～110℃
180～200℃
预尽可能分馏出裂解气的重组分 ③ 在裂解气的预分馏过程中将裂解
气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式 分离回收，用以再发生稀释蒸汽 ④ 继续回收裂解气低能位热量
预分馏过程的作用
① 保证裂解气压缩机的正常运转， 并降低裂解气压缩机的功耗，减 少进入压缩分离系统的进料负荷
不同裂解炉改进措施对工艺 性能的影响
不同辐射盘管裂解工艺性能 不同SRT炉型的裂解产品收率 变径管分析 不变径与变径反应管的比较
表3-20 表3-21 表3-22 表3-23
3.2.2 其它管式裂解炉
超选择性裂解炉（USC) 单排双面辐射多组变径炉管 出口与在线USX直接相连接
对乙烯装置而言，装置产品为乙烯、丙烯，且 乙烯和丙烯具有良好的热力学特性，因而均选 用丙烯、乙烯作为装置制冷系统的制冷剂。
工业上常用制冷剂性质
制冷剂 沸点 名称 ( ℃)
氨
-33.5
丙烯 -42.7
凝固点 ( ℃)
蒸发潜 热
(kJ/公 斤)
临界压 力
(MPa · 一)
临界 温度
(℃)
-77.8 1373.2 11.28 132.4 7
3.3.2 热裂解的工艺方法
✓ 间接供热 管式炉裂解
✓ 直接供热 以小颗粒固体如金属氧化物、 砂子、焦炭为载热体，由气化的烃原料和 水蒸气使之流态化并进行裂解反应。
蓄热炉裂解 沙子炉裂解 流化床裂解
热裂解的工艺方法改进的目标
扩大裂解原料 获得最大的乙烯产率 付出最少的能量
有效的除焦方法 先进的供热和热能回收手段
裂解气分离 装置
干冰堵塞管道 催化剂中毒
下游加工装置
产品达不到规定 聚合等过程催化剂中毒
讲真，这是乙烯生产工艺与装置介绍很全面的资料（附国内外裂解炉对比）
讲真，这是乙烯生产工艺与装置介绍很全面的资料（附国内外裂解炉对比）“三烯”、“三苯”是石油化工的基础，各种重要的有机化工产品都要以其为生产的原料。
所以生产“三烯”、“三苯”的乙烯装置也成为了石油化学工业的龙头，它的生产规模、产量、和技术可以体现出国家石油化工的发展水平。
乙烯的生产方法1、管式炉裂解技术石油烃通过管式裂解炉进行高温裂解反应以制取乙烯，这种技术是生产乙烯最为成熟的技术。
2、催化裂解技术催化裂解即烃类裂解反应在有催化剂存在下进行，可以降低反应温度，提高选择性和产品收率。
催化裂解技术具有的优点，使其成为改进裂解过程最有前途的工艺技术之一。
3、合成气制乙烯（MTO）MTO合成路线，是以天然气或煤为主要原料，先生产合成气，合成气再转化为甲醇，然后由甲醇生产烯烃的路线，完全不依赖于石油。
在石油日益短缺的21世纪有望成为生产烯烃的重要路线。
目前，几乎世界上所有乙烯装置均采用管式炉蒸汽裂解技术，其它工艺路线由于经济性或者存在技术“瓶颈”等问题，至今仍处于技术开发或工业化实验的水平，没有或很少有常年运行的工业化生产装置。
裂解炉的结构乙烯装置中的裂解炉由对流段、辐射段（包括辐射炉管和燃烧器）和急冷锅炉系统三部分构成。
裂解反应在辐射段炉管中发生生成乙烯和丙烯等产品。
对流段回收高温烟气余热，以气化和过热原料至反应所需的横跨温度，同时预热锅炉给水和超高压蒸汽。
急冷锅炉系统的作用是终止裂解二次反应并回收裂解气的高温热量以产生超高压蒸汽。
基本流程如下：裂解炉的分类乙烯裂解炉的种类从技术上可分为双辐射室、单幅射室及毫秒炉。
从炉型上可分为CBL裂解炉（自主研发）、SRT型裂解炉、USC型裂解炉、KTI GK裂解炉、毫秒裂解炉、Pyrocrack型裂解炉。
CBL型裂解炉CBL炉是我国在20世纪90年代，北京化工研究院、中国石化工程建设公司、兰州化工机械研究院等多家单位，相继开发的高选择性裂解炉。
CBL裂解炉的对流段设置在辐射室上部的一侧，对流段顶部设置烟道和引风机。
乙烯生产技术和工艺流程介绍
F re s h W a te r DW C W (S u p p ly ) E le c tric ity F e e d s to c k
S ta rt-u p F e e d
F ire W a te r S ta rt-u p C 2 /C 3 H P S te a m M P S te a m L P S te a m N itro g e n P la n t A ir In s tru m e n t A ir P E /P P W a s te G a s S ta rt-u p F u e l N a t. G a s Fuel G as H o t W a te r (S u p p ly ) S p e n t C a u s tic fro m e x . P la n t D e c o k in g A ir
• 规模：乙烯100万吨/年;丙烯50万吨/年 • 年操作小时：8000小时 • 操作弹性： 60-110%(P/E比:0.45-0.5kg/kg)
Linde技术特点
• 双炉膛、立式布置辐射炉管。 • PyroCrack 1-1炉管具有选择性高、受力小和寿命长的优点。 • 96个LQE(Linear Quench Exchanger)直接与96个炉管相连，减小结
H Y D R O G E N A T IO N I + F R A C T IO N A T IO N
H Y D R O G E N A T IO N II + F R A C T IO N A T IO N
U T IL IT Y U N IT S
A U X IL IA R Y U N IT S
R E F R IG E R A T IO N U N IT S
乙烯裂解PP
乙烯、丙烯和丁烯等低级烯烃分子化学性质活泼， 自然界中没有烯烃存在，工业上获得低级烯烃的 方法是烃类热裂解。
一、乙烯裂解的工艺原理
烃类热裂解是将石油系烃类原料（天然气、炼 厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使 烃分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量 较小的烯烃、和其它分子量不同的轻质和重质 烃类。在不饱和烃中，乙烯最重要，产量也最 大。
二、烃类热裂解过程工艺图（馏分油为原料）
• 进料 裂解气
裂解炉 废热锅炉 急冷器 油洗塔 水洗塔
•
•
稀释蒸 气发生
冷 却 器
冷 却 器
油水 分离器
裂解气油
气提、冷却
燃料油
三、主要设备
管式裂解炉,废热锅炉,急冷器,油洗塔,水洗塔,汽 提塔
四、工艺参数
裂解温度；停留时间（高温、短停留时间） 烃分压：低压有利于乙烯生产 裂解深度
乙烯生产工艺流程组织—裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解炉
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解 炉 如图3-14所示，鲁姆斯公
司的SRT型裂解炉(短停留 时间裂解炉)为单排双辐射 立管式裂解炉，对流段设 置在辐射室上部的一侧， 对流段顶部设置烟道和引 风机。对流段内设置进料、 稀释蒸汽和锅炉给水的预 热。
任务四 裂解炉的选择
三.SC-1型管式裂解炉 美国凯洛格公司2001年
与其他公司合并成为新 的KBR公司，兰州石化 年产70万吨乙烯装置裂 解炉采用的是KBR和 ExxonMobil (埃克森美 孚)共同开发的SC-1型 管式裂解炉，其炉管构 型如图3-16所示。
任务四 裂解炉的选择
三.SC-1型管式裂解炉 该裂解炉属单流程、双排管、双面辐射、单
不变径与变径反应管的比较
项目五：生产工艺流程组织
任务四 裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
二.凯洛格的USRT炉 超短停留时间裂解炉
简称USRT炉(见图315)，是美国凯洛格 (Kellogg) 公司在20世 纪60年代开始研究开 发的一种炉型。
任务四 裂解炉的选择
二.凯洛格的USRT炉 1978 年开发成功，在高裂解温度下，使物
任务四 裂解炉的选择
一.鲁姆斯公司的SRT型裂解炉改进
炉型：烧嘴 侧壁无焰烧嘴 侧壁烧嘴与底部烧嘴联合
盘管结构： 炉管的排列：多程 双程 减少结焦部位，延长 操作周期
结构：光管 焦周期
带内翅片 降低管内热阻 延长清
管径：等径 变径 缓解管内压力的增加
材质：HK-40 HP-4 提高热强度
任务四 裂解炉的选择
任务四 裂解炉的选择
乙烯裂解炉技术进展
乙烯裂解炉技术进展摘要：乙烯是石油化工的基本原料，乙烯装置是石油化工生产的核心。
裂解炉是乙烯装置最关键的设备，通过乙烯裂解炉可将天然气等各类原材料加工成裂解气，并最终制备成乙烯、丙烯及各种副产品。
扭曲片合金管是乙烯裂解炉中的重要部件，通过扭曲片管的强化传热作用，可以增强裂解炉内气体的流速，减少结焦倾向。
它一方面可以降低乙烯裂解生产过程中的能耗，另一方面可以提高炉管的使用寿命，降低清焦周期，为企业带来更高的经济效益。
关键词：乙烯；裂解炉技术；节能关键词:乙烯裂解炉；辐射段炉管；急冷锅炉；燃烧器引言：石化工业是推动社会经济稳健发展的基础，在当前国内的石化行业中生产出来的乙烯产品对其他工业企业的生产制造都有重大影响，并且乙烯也是世界上基础的化工原料。
在全国内乃至世界有近70%的石化产品都是由乙烯制造成的，因而，一个国家乙烯生产制造水平就会反映出这个国家的化工实力。
乙烯裂解设备是乙烯化工业的核心设施，如生产制造中使用的乙烯气体、丙烯气体，都是由该乙烯设备来生产制造。
裂解炉也是整个乙烯气体制造装置的核心部件，对裂解炉的持续改进优化，它对整个乙烯设施操作，起着关键经济性影响作用。
乙烯裂解炉技术会向着大型化、新材料，采用新型燃烧器等多个方面发展。
一、裂解炉的大型化伴随着国内石化行业快速发展，市场上对于乙烯产品需求量在日益增加，乙烯生产设施规模持续扩大。
在本世纪初，全世界上，已经有了日均产量达到百万吨级的设施，在全球上最大的乙烯生产装置已经在加拿大建成，大型乙烯生产设施能够提高乙烯产量和生产效率。
目前，国内以气态烃作原料的单独生产能力，已经达到了20万吨，每天以液态烃对原料的裂解炉生产量可以达到18万吨。
仅仅依靠扩大裂解炉设备数量，来扩大该设施设备的装置规模，很难起到必要的规模效应。
裂解炉的大型化，可以节约大量投资，减少占地面积，减少操作人员，使得操作更加便捷，维修操作的费用也显著降低，这将有利于设备优化控制，使得生产成本大幅度下降。
乙烯生产技术和工艺流程介绍
乙烯心脏 – 裂解炉
乙烯心脏
– 三机
裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压缩 机
裂解气压缩机限制着装置单线最大能力（石脑油 原料，极限最大能力120-150万吨/年）
– 冷箱
精品课件
我国乙烯现状
• 至”九五”末,首次建成乙烯装置基本是10-30万 吨/年,或在此基础上改造,最大规模在70万吨/年.
投入生产的乙烯装置
• 上海1# 14.5
• 辽化
12
• 抚顺
18
• 盘锦
18
• 北京东方 15
• 广州
20
• 中原
18
• 独山子
22
• 上海２＃ 70
• 燕山
71
• 大庆
60
三菱
Lummus Lummus TP SW Lummus Lummus Lummus Lummus 精品课K件 BR
• 扬子
精品课件
用丁二烯生产的典型系列产品 • 聚合－顺丁橡胶、丁苯橡胶、ABS • 低聚－环辛二烯
用三苯生产的典型系列产品 • 苯－乙苯、苯乙烯、环己烷、氯苯 • 甲苯－二硝基甲苯、苯甲酸、甲乙苯、二甲苯 • 二甲苯－对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸
脂
精品课件
乙烯
• 聚乙烯 58%
• 氯乙烯 13%
–
戊二烯/戊炔、戊烯、戊烷（C5）
–
C6-C8非芳
杂质
– 苯、甲苯、二甲苯/乙苯/苯乙烯
CO
– C9-205 DEG C
CO2
– 205-288 DEG C （ 裂解柴油）
H2S
– 288+ DEG C (裂解燃料油）
H2O
精品课件