乙烯是石油化工生产中的基础原料,其裂解技术的发展水平,对乙烯工业有着至关重要的影响。裂解作为石油化工生产的一项重要工艺,其过程复杂,技术性、专业性都很强,要求具备较高的技术水平才能满足乙烯裂解生产需要。目前,裂解技术主要被世界上五大公司所垄断,已经取得重大的研究技术成果。我国的乙烯裂解技术在这种情况下通过引进、自主研究等,实现了长足发展,为我国石油化工工业发展做出了突出贡献。下面对乙烯装置裂解技术的发展现状、发展趋势及其国产化历程进行了分析。
1 乙烯装置裂解技术进展
到目前为止,外国乙烯裂解技术已经取得重大成果,很多乙烯裂解工艺都已经实现了工业化,如顺序分离工艺技术、前脱丙烷工艺技术、前脱乙烷工艺技术等。这些都是典型的乙烯裂解工艺技术,主要世界上五大裂解工艺技术专利商研制。从20实际60年代以来,裂解工艺技术一直垄断在美国Lummus、S&W、KBR、德国Linde和法国Technip几个专利商手中。这五大专利商先后推出了各种裂解炉型和炉管,如Lummus公司研制的SRT型裂解炉辐射炉管结构型式(见图1),S&W公司研制的裂解辐射管结构型式(见图2)等。这些裂解炉型在全世界范围内有着广泛应用。在半个多世纪发展中,乙烯装置裂解炉型经历了一个不断改进的过程,在这过程中辐射炉管的改进对乙烯装置裂解炉型的完善产生了巨大推动作用。按照辐射炉管发展情况,将乙烯裂解装置技术发展分为三个阶段:第一阶段,主要是停留时间长、能力小的水平布置炉管,之后发展为垂直排列的辐射段炉管;第二阶段,主要是4-6程分枝管,停留时间缩短至0.4~0.6s;第三阶段,主要是单程和两程炉管,停留时间进一步缩短至0.2s左右。从这一发展过程可以看出:(1)烃类在炉管中的停留时间越来越短;(2)炉管从最开始的水平布置发展到后来的单程或两程;(3)裂解反应温度提高,乙烯收率已经达到了33%以上。
就现在来看,乙烯装置裂解技术发展速度平缓,但是在第三阶段基础上已经有了一定突破,如S&W公司提出使用陶瓷炉管裂解炉。除了这些方面之外,乙烯裂解的制冷、回收等也有了些许发展。比如,顺序分离技术在制冷上推出了三元制冷,前脱丙烷分离技术在回收上推出了低能耗乙烯技术,适应于当前石油化工工业发展需要。
2 乙烯装置裂解技术国产化历程
2.1 第一阶段
乙烯装置裂解技术国产化的第一阶段,从时间上看为20世纪80年代中期以前。在这一阶段,我国石油化工生产采用的乙烯装置裂解技术主要是通过成套引进获得的,包括乙烯裂解专利工艺包、工程设计等,都是依靠外国专利商。我国在这一阶段基本没有独立完成乙烯装置工程设计的能力,无法满足国内乙烯工业生产需求。
2.2 第二阶段
这一阶段在上一阶段基础上,乙烯装置裂解技术有了一定程度的进展,如可以做详细工程设计,参照国外专利进行基础工程翻版设计等,实现了对乙烯装置的改造和新建,引进国外专利技术的情况有所减少。在这一阶段,国内一些设计单位已经能够独立完成详细工程设计、基础工程设计工作,但是压缩机基础设计等方面依然存有难度。
2.3 第三阶段
随着我国社会经济的快速发展,在20世纪90年代中期,虽然国内一些设计单位可以完成对乙烯装置的改造与新建工作,与国外企业合资建设了超大型乙烯装置,但是在乙烯装置设计中依然需要与国外专利商配合,还没有形成自主知识产权。为此,以中国石化为主的国内企业开始了技术攻关,努力研发乙烯裂解工艺技术,先后开展了多个项目,取得突破性进展。特别是在基础工程设计,已经具备了独立完成45万吨乙烯装置设计的技术能力。
2.4 第四阶段
第四阶段,是指从2000年至今。在这一阶段,国内一些设计公司和石油化工企业积极开展技术研究,在发展的重点放在专利或专有技术研究上,已经有了乙烯裂解工艺包专利,具备完成特大型乙烯装置工程设计能力。通过调查统计分析,从2000年以后,国内一些企业在乙烯装置上取得主要技术成果有:1)成功开发了重油催化热裂解制烯烃(CPP)裂解分离技术;2)中国石化与上海石化合力完成烯烃催化裂解技术的工艺包设计,为中原乙烯6万吨/年规模的乙烯装置工程设计提供了示范装置,现在已经投产运行;3)设计了世界上迄今为止装置稳定、安全、长周期的催化干气回收工艺。
3 结语
综上所述,我国乙烯装置裂解技术在半个多世纪发展中,经历了从无到有、从引进到自主研发的发展历程,目前已经取得重大进展,为我国石油化工工业发展提供了有力的技术支持。在今后及未来石油化工产业发展中,应当不断改进辐射炉管,积极研发新的乙烯裂解技术路线,并实现工业化发展,支持我国乙烯工业发展。
摘要：乙烯是一种石油化工工业产品,是石油化工领域的基础原料。对于一个国家而言,乙烯装置裂解水平一定程度上可以代表一个国家的石油化工工业发展水平。在这里,本文首先对当前乙烯装置裂解技术发展现状和趋势进行了研究,然后分析了乙烯装置裂解技术的国产化历程。
关键词：国产化,乙烯装置裂解技术,发展现状,发展趋势
参考文献
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