中外能源，78.SINO-GLOBAL ENERGY2009年第 14卷認真進行乙烯技術的比選楊春生(惠生(上海)化T.工.程有限公司北京設計中心,北京100102)摘要我國近年還將建設多套大型乙烯裝置,而不同專利商的乙烯技術是有優(yōu)劣之分的。將兩家專利商的技術進行比較，專利商1的技術存在投資高能耗高.乙烯損失大等問題;由于輻射爐管構型和急冷油系統技術存在缺陷,大大編短.了裝置運行周期;在“只提供T藝包”的情況下,有加大設備尺寸的現象。而專利商I的技術在投資和能耗方面相對較低,并且由于裂解爐采用U型輻射爐管，使爐管壽命達到8年以上。在引進技術時要認真進行不同專利技術的比選,重視生產實踐經驗和數據,將能耗的高低作為衡量技術優(yōu)劣的重要標準之一。關鍵詞乙烯技術投資綜合能耗操作費用生產成本技術比選1前言當前,在我國已經運行的21套乙烯裝置中,包石油烴蒸汽裂解生產乙烯的技術已經比較成括了各個乙烯專利商的技術，其中以采用Lummus技熟,在全世界范圍內,約有59個國家和地區(qū)的200術的裝置居多,S&W技術的裝置次之，也有Linde多套乙烯裝置在運行,2006年全球的乙烯生產能公司、KBR公司,TP 公司的技術。這些公司的技術力達到1.204x10%。雖然都可以生產出乙烯產品,但是經過長期的生產我國的乙烯工業(yè)經過近20年的快速發(fā)展,特實踐的檢驗,證明這些技術是有優(yōu)劣之分的。別是經過對老裝置的擴能改造,生產能力大幅提有的專利商在原有第一代乙烯技術的基礎上，高,2006年的乙烯產量已經超過日本,成為僅次于開發(fā)出了“超選擇性裂解、急冷油的黏度控制、雙塔美國的第二大乙烯生產國。2007 年我國的乙烯產脫丙烷、雙塔脫甲烷、乙烯塔雙股進料、熱泵技術"量達到1027.8x104t(包括中外合資企業(yè))。等先進裂解和回收技術,使之升級為第二代乙烯技雖然我國乙烯產量有了大幅度增長,但仍然不術。實踐證明,第二代技術在原材料消耗、綜合能能滿足國民經濟快速發(fā)展的需要,當前的乙烯產量耗、操作穩(wěn)定性、運行周期等方面顯示出明顯優(yōu)勢。自給率約為50%左右。因此,我國在近年還要建設但有的專利商把沒有優(yōu)勢和不太成熟的技術多套大型乙烯裝置。2005 年以來已經投產、在建、推薦給業(yè)主在大型裝置中使用，給業(yè)主造成投資和擬建和改擴建的乙烯裝置及其生產能力見表1。操作費用的增加。例如,催化蒸餾加氫技術在某乙由表1可見，上海賽科等5套裝置已經投產,烯裝置使用后，催化劑的活性很快降低,導致不得有4套乙烯裝置處于可研階段，其余10套裝置處不重新設置C3加氫系統。三元冷劑制冷系統在設于工程設計和建設之中。上海賽科乙烯擬擴建至備投資方面比單組元冷劑復迭制冷要高,裝置運行120x104/a規(guī)模,但合資雙方尚未最終敲定。后乙烯損失大,還要經常調節(jié)冷劑的組成,操作麻2乙烯裝置的專利技術煩,多數業(yè)內人士認為不宜在新建裝置中采用。世界上能夠提供乙烯技術的專利商有五、六家之多,利用他們的技術建設和投產的乙烯裝置,基本都可以正常運行,生產出合格的乙烯產品。同時,由.本文I中國煤化工于競爭的需要，各專利商也在不斷開發(fā)新的技術，作:YH畢業(yè)于天津大學化工C N M H G期從事化工和石油化.用以更新和替代已有的技術，使乙烯裝置在物耗、工裝置的設計工作,1986年后主要從事乙烯裝置的設計和項目能耗和裝置的可操作性等方面有進一步的改善。前期工作,已發(fā)表論文多篇。E-mail:yangchunshengl@vison.com第1期楊春生。認真進行乙烯技術的比選表1我國近年已投產、在建、擬建和改擴建的大型乙烯裝置序號裝置名稱產能/(101.a")備注上海賽科乙烯902005年3月投產(合資)2揚子公司揚巴乙烯502005年5月投產(合資)中海油惠州乙烯802006年3月投產(合資)4福建煉化乙烯裝置與?？松梨诘群腺Y，2009年投產天津石化大乙烯100與道化學公司合資,2009年投產6鎮(zhèn)海煉化乙烯裝置在建,2010年投產新疆獨山子大乙烯在建,2009年投產中國石油四川乙烯2006年2月28日奠基廣西欽州大乙烯2006年12月奠基10青島大乙烯中國石化在作可研I1廣州石化南沙乙烯中國石化與科威特合資,在作可研12撫順石化乙烯已開工13武漢石化乙烯2007年12月開T，2011年投產14茂名乙烯改擴建64(新增)2006年9月已投產15大慶乙烯改擴建60(新增)2007年12月奠基16蘭州厶烯改擴建45(新增)2006年11月已投產盤錦乙烯改擴建8揚巴乙烯改造15(新增)在作可研沈陽化T集團蠟化廠催化熱裂解(CPP)技術,在建總生產能力1394我國在“十一五”期間及其以后,已建設和即將該說在當今條件下，我們已經有了20多套乙烯裝建設10幾套大型乙烯裝置，這些裝置有的已經投置的設計和生產經驗,開發(fā)自己的乙烯技術應該不產,有的已經選定了專利技術,有的還處于可研和存在什么大的問題。設計階段。吸取過去的有益經驗,認真研究專利技3某乙烯裝置分離系統投資的比較術的細節(jié),考察已投產裝置的實際生產數據,認真原某擬建中的48x10*t/a乙烯裝置向3家專利地進行技術比選,實為緊迫任務之一。商發(fā)出了詢價書,業(yè)主在拿到專利商的技術建議書中國石化集團和中國石油集團正在結合武漢.并進行了技術附件談判后，整理出其中兩家專利商乙烯等大乙烯裝置開發(fā)國產化的自有乙烯技術。應所提供的分離系統的設備及其投資情況,見表2。表2兩家專利商的設備及其投資"的比較項目專利商I專利商靜各類靜設備總臺數/臺142不含機、泵設各類靜設備總質量入6334.456458.45備各類靜設備總估算投資/萬元1784214415不含機泵,含塔內件,1為I的1.24倍塔類塔器總臺數/臺15(有4臺填料塔)18(無填料塔)設備塔器總質量/t3986.53178.2塔器總估算投資/萬元106057522I為■的1.41倍板翅式換 熱器熱負荷(keal-h-54.206x1043.55x10塔的質量/1390.5754.5塔的估算投資/萬元3569.81385.6含塔內件，I為I的2.58倍油、水急冷區(qū)換熱器質量h910.2670.2的設備換熱器估算投資/萬元.1365.3，00中國煤化工91.36倍泵的總計流量/(m2.h*)18605=51.63倍泵的馬達功率/kW.76YHCNMHG1.60倍制冷系統投資/萬元918596(3組元冷劑制冷)| 16134(單組元冷劑復迭制冷)|含機組.換熱器和段間罐，I為I的1.15倍注:①投資按當年價格計算;②kcal=4.1868kJ,下同;③采用規(guī)模系數法計算得到。中外能源， 80.SINO- -GL0BAL ENERCY2009年第14卷表2中的數據是基于兩家專利商對同一個詢裂解爐,分離系統的設備投資(不含儀表)約占裝置價書的報價數據,具有相同的基準,因此具有可比投資的40%左右。由表2可見,專利商I的各類靜性。另一家專利商由于所提供的數據不完整,無法設備總投資明顯高于專利商II ,塔類設備、板翅式整理出可比數據。換熱器、急冷區(qū)設備.制冷系統等的投資都高于專三元冷劑壓縮機的操作壓力為3.0MPa,單組元利商I?？梢哉J為,專利商I的乙烯裝置投資比專冷劑壓縮機的操作壓力小于1.8MPa，操作壓力高利商I高10%以上。使得與三元冷劑壓縮機相關的設備、管道設計壓力4某乙烯裝置的考核數據和評述升高.投資增加。4.1裝置的考核數據經過對多套乙烯裝置的測算,乙烯裝置設備投某乙烯裝置投產后,經過9個多月的運行,于資(不含儀表)約占裝置投資的55%左右,如果去掉2007年6月下旬進行了考核,考核結果見表3。表3某乙烯裝置考核結果匯總表考核項目合同保證值考核值備注聚合級乙烯80.0081.64考核值比保證值大2.05%生產能力/(t.h")聚合級丙烯40.0043.09考核值比保證值大7.73%99.95產品分布，99.60%(物質的量比)氨氣95.0089.41氫氣質量不合格綜合能耗/(cal.kg乙烯~)31204040綜合能耗比保證值大29.5%乙烯回收率,%99.7596.47乙烯損失達3.53%氫氣回收率,%89.389.5氫氣質量不合格，其回收率沒有意義急冷油塔釜溫/心C _96考核值比保證值低9心,急冷油系統急冷油黏度1cPD2.7-3.3未檢測使稀釋蒸汽發(fā)生址減少50C時急冷油黏度/esr260-500廢水量(主要是稀釋蒸汽排污)(t.h-)10.4518.88考核值比保證值大80.6%注:①1cP=1x10-Pa.e;②lcSt= 1m/s。4.2對考核數據的評述別是輕冷劑的制冷能力差距更大,使得脫甲烷塔塔①生產能力達到并超過了保證值。頂溫度、冷箱中氫氣分離罐的溫度比設計值要高出.②除生產能力和乙烯、丙烯質最外,其余各項12~13C,使高、中.低壓甲烷中的乙烯不能冷凝下指標均未達到合同保證值,特別是能耗高、乙烯損來,造成乙烯損失太大(正常的乙烯損失應為0.35%失大,增加了裝置的生產成本。氫氣質量不合格會左右)。增加用氫單元的損失。甲烷-氫尾氣中的乙烯含量高，尾氣用作干燥③綜合能耗。考核報告指出了急冷油系統存器的再生介質時，會產生結焦而影響干燥劑的壽在的問題,少產生稀釋蒸汽32.6/h,必然導致用中命。在齊魯乙烯改造中也采用了三元制冷壓縮機,壓蒸汽來補充,多消耗蒸汽使能耗增加。同時急冷脫甲烷塔塔頂溫度也高于設計值,使塔頂甲烷中乙油塔釜溫低、急冷油黏度高,會導致急冷系統操作烯含量高達1.5%-2.0%(物質的量比),不僅乙烯損困難,大大縮短裝置的運行周期。失大,還引起了干燥劑的結焦"。某乙烯裝置由40x10/a擴能到72.5 x10*t/a⑤從考核數據可以看出，與當今的先進技術時,采用專利商I的乙烯分離技術,其合同范圍與相比,所采用的是一個“投資高.能耗高、生產成本前述的乙烯裝置基本相同。對新增32.5x10^t/a 分離高”的技術。生產線進行考核時，綜合能耗值為2301kcal/kg乙5看中國煤化工田烯,比前述裝置的合同保證值低26.25%。HC NMH G在國內的乙烯裝④乙烯損失。采用三元制冷壓縮機,在用盡設置中有幾十臺之多,多年的生產實踐顯示,該裂解計裕度的情況下,仍然達不到設計的制冷能力。特爐爐型的缺陷是輻射爐管有彎曲現象,導致爐管的第1期楊春生，認真進行乙烯技術的比選，81●蠕變破裂,顯著縮短了爐管的壽命。國內多套乙烯會像“膨脹節(jié)”一樣起到補償作用,從而不至于引起裝置的生產實踐表明,這種型式的裂解爐輻射爐管爐管彎曲。爐管不彎曲即沒有受到額外應力,因而的使用壽命為3~5年。這在多篇文獻中已有報道,爐管壽命長。例如天津聯化乙烯裝置、燕山化工一廠乙烯裝置、對于一套45x10*/a 能力的乙烯裝置來說,采上海石化2號乙烯裝置的裂解爐等;國外同類型的用專利商I的裂解爐與采用專利商I的裂解爐相裂解爐情況也類似,有些裂解爐輻射爐管的壽命甚比，假定其裂解爐的臺數和輻射爐管的質量相同,至只有2~3年。只是輻射爐管的壽命分別按4年和8年計算,兩種近10多年來，專利商I設計的裂解爐(液體原爐型輻射爐管的年折舊費用分別為364萬元和182料)采用U型輻射爐管,我國也有多臺U型爐管裂萬元。實際上,更換輻射段爐管不僅要花爐管材料解爐在運行。10 多年的運行實踐證明,U型爐管未費,還要花施工費,還要承擔開停工造成的損失,實出現彎曲、蠕脹現象,滲碳情況也較輕,沒有因為機際費用的差別遠大于182萬元/年。械損壞而更換過爐管。茂名乙烯、廣州乙烯、大慶乙6專利商I提供給國內的兩套乙烯技術烯均有U型爐管裂解爐在運行,輻射爐管的壽命可近年來，專利商1給國內提供了兩套乙烯技以達到8年以上。裂解爐管的理論壽命是連續(xù)運行術,一套裝置的能力為90x10tVa,另一套裝置的能10x10h。力為64x10t/a。但90x10*t/a 乙烯裝置的技術來自可以認為,專利商I的裂解爐爐管變形主要是于專利商I作EPC(設計、采購、施工)總承包的國外由于爐管構型及其與廢鍋之間的匹配不合理引起某裝置的翻版，而64x10*t/a乙烯裝置專利商只提的,這種不合理導致了兩程爐管的熱膨脹量有顯著供工藝包。對“EPC總承包"和“只提供工藝包”這兩差別,爐管本身無法吸收或改變這種差別,結果造種商業(yè)模式,專利商的關注點是不同的,只賣工藝成了爐管的彎曲變形。而專利商1II的U型輻射爐包的裝置,裝置投資的多少與專利商的利益無關。管,其一程爐管和二程爐管的膨脹長度沒有多少差我們可以把這兩套乙烯裝置急冷區(qū)塔設備的別，即使稍有差別,連接一、二程爐管的弧形管件也大小作一個比較,見表4。表4兩套乙烯裝置急冷區(qū)塔設備的大小比較設備名稱64x10%/a 裝置塔內徑x塔高/m90x101/a裝置塔內徑x塔高/m兩套裝置的塔截面積之比.急冷油塔周定閥塔板+15塊折流板, 10.5x35.90兩 段填料+19塊折流板, 10.65x40.0886.59/89.08=0.97裂解燃料油6. 16/3.80=1.62空塔,2.80/1.50x10.50浮閥塔,2.20/1.10x13.26汽提塔1.77/0.95=1.86裂解柴油光提塔浮閥塔, 1.10x10.90浮閥塔, 1.20x10.060.95/1.13=0.84急冷水塔填料塔9.70/12.00x36.05填料塔, 10.20x31.0973.90/81.71=0.90工藝水汽提塔浮閥塔,2.70x13.20浮閥塔,2.80x13.565.73/6.16=0.93這兩套裝置的裂解原料均以石腦油為主,其設烯裝置采用前脫丙烷前加氫流程,90x10*u/a乙烯裝備的大小應該和裝置的生產能力成比例。兩套裝置置采用順序分離流程,但急冷系統的流程不受分離的生產能力之比為64/90=0.71, 而表4中算出的急流程的影響,因此其設備大小應該具有可比性。冷區(qū)塔設備的截面積之比多數都在0.9以上,特別- 般來說,急冷區(qū)的投資約占乙烯主裝置區(qū)投是急冷油塔的比值達到0.97，塔徑幾乎相差無幾,資(不含罐區(qū)、火炬、開工鍋爐等)的10%左右,急冷盡管這兩個塔的塔型不同,也不至于達到塔徑幾乎區(qū)的設備尺寸大無疑會提高乙烯裝置的投資。相同的地步。以90x104/a乙烯裝置的塔徑為基準,7乙烯生產的綜合能耗在兩個塔操作條件近似相同的條件下,用動能因數中國煤化工指標,能耗在乙烯相等的方法估算出64x10*t/a乙烯裝置的塔徑為裝MHC N MH G大的比例,國內平9m,而實際為10.5m, 實際塔徑要大出1.5m之多。.均為76%,上海石化為84.94%,所以降低能耗可以這兩套裝置采用的分離流程不同,64x10*t/a乙顯著降低現金操作成本!),從而節(jié)省操作費用。中外能源●82●SINO-GLOBAL ENERCY2009年第 14卷表5是近年采用不同專利技術建成投產的3套乙烯裝置2007年的綜合能耗值。表5不同專利技術的乙烯裝置能耗專利商專利商I ,90x10%/a乙烯I專利商,60x104/a乙烯I專利商,46x109/a 乙烯備注能耗/(keal.t乙烯-1)630x104580x104802x104比例1.0861.000(基準)1.383專利商I的能耗最低表5中乙烯裝置的規(guī)模雖然不同,但規(guī)模大對特別應該強調的是,能耗的高低應以多年的生降低能耗應該有利,所以專利商II的技術應該比專產實際數據為依據,不能只看專利商的承諾,有些利商I優(yōu)秀;面專利商I和專利商皿相比,能耗比專利商承諾的數據或合同中的數據是不可靠的。例相差太大,專利商皿的技術不可取。④裝置的穩(wěn)定性和長周期運行。眾所周知,裝能耗的高低說到底就是燃料消耗的多少,在原.置生產不穩(wěn)定時,例如裂解爐故障、急冷油飛黏、壓油價格高企的今天,應該特別把能耗的高低作為衡縮機喘振、冷箱凍堵等,操作人員肯定要進行運行量技術優(yōu)劣的重要標準。同時,能耗還直接或間接參數的調整,難免有公用物料排空、物料排火炬等地涉及到裝置的清潔生產和溫室氣體的排放,燃料操作,這樣既浪費了物料,又減少了產品產量,增加消耗多必然會向大氣排放更多的CO2等溫室氣體,了產品生產成本。影響地球的氣候,影響人類的生存環(huán)境。裝置的長周期運行是有效的挖潛手段,采用優(yōu)8結語秀技術可以使裝置連續(xù)運行6~7a或7~8a,采用較①在建設新的乙烯裝置和對已有乙烯裝置進差的技術只能運行2~3a,而一套40x10*t/a的乙烯行改擴建時,應慎重進行乙烯技術的比選,采用投裝置每減少一次大修就減少費用近2億元。最大限資省、技術指標先進、物耗能耗低、操作費用低、能度地發(fā)揮設備能力，增加裝置的有效生產時間,是夠長周期穩(wěn)定運行的技術，以獲得最好的經濟效提高企業(yè)經濟效益的有效途徑151。益。⑤投資。在只引進工藝包的情況下,乙烯裝置選擇技術時應特別尊重來自實踐的經驗和意的投資和專利商的利益關系不大,有的專利商不顧見，避免給企業(yè)和國家造成不必要的損失。業(yè)主的利益,把某些設備的尺寸搞大,特別是把他②對某些存在缺陷的技術，選擇時應慎重抉技術薄弱環(huán)節(jié)的設備搞大,來達到合同規(guī)定的生產擇。例如,多套乙烯裝置的生產實踐證明,某專利商能力。對此業(yè)主應保持清醒的頭腦,深人進行不同的輻射爐管構型和急冷油系統技術存在缺陷,這些專利技術的比選,避免自己的利益受損。缺陷往往成為裝置能力達標的瓶頸。而我們可以選解決這一問題的最好方法是積極開發(fā)國產化擇這些系統沒有缺陷的其他專利商的技術。.的自有技術,中國石化集團、中國石油集團都在安對于在大型裝置中尚無成功使用經驗的技術，排和落實乙烯技術的國產化工作，我們期待著采用也應該特別慎重。例如,揚子乙烯裝置由40x10ft/a國產化自有技術建設的乙烯裝置順利建成投產。改造到70x10*t/a時,仔細分析了專利商推薦的“C3催化精餾加氫"技術的利弊,最終未采用該技術鬧。參考文獻:而另一乙烯裝置采用了該技術,投產后證明該技術[1]乙烯行業(yè)調研組.第+四次全國乙嬙年會調研報告[J].乙烯不能達到要求的加氫程度,造成了不必要的損失。工業(yè):第十四次全國乙烯年會. 2006(增刊):8.③綜合能耗。能耗的高低不僅涉及到操作費[2]楊春生.SRT型裂解爐的缺陷[J].石化咨詢.0046):55.用和生產成本,還涉及到清潔生產和減少溫室氣體[3]范士平.加強管理,降低乙烯操作費用[C].第十二次全國乙烯年會,北京,2002.排放。在全世界都高度重視保護人類生存環(huán)境的今天，節(jié)省能量消耗,減少溫室氣體排放,已成為全球中國煤化工面臨的緊迫課題,選擇乙烯技術時,也應成為關注[5]THCN M H G體效益[).乙烯工業(yè):的重點,把綜合能耗的高低作為衡量技術優(yōu)劣的重第十三次全國乙婦年會,2004(增刊):83.要標準之一。(編輯張峰)第1期楊春生。認真進行乙烯技術的比選Comparison and Selection of Ethylene Technology Callsfor ConscientiousnessYang Chunsheng(Beijing Design Center , Wison(Shanghai) Chemical Engineering Co. ,Lud. . Beiing 100102)[Abstract] Lots of large- -scale ethylene plant will be constructed in China in the near future , while distinc-tion can be made between good and bad ethylene technologies of diferent licensors.This paper compares thetechnologies of two licensors.Technology of Licensor I has disadvantages of high investment , high energy con-sumption and great ethylene loss.Defects in radiant coil configuration and quench oil system technology signif-icantly shorten the operation cycle of unit , and equipment dimension may be enlarged while only processpackage is provided.Technology of Licensor I has relatively low investment and energy consumption ,and thelife of fumace tube may be above 8 years because U-type radiant coil is used in cracking furnace.Conscien-tiousness is required in comparison and selection of diferent patent technologies , great importance should beattached to operation experience and data , and energy consumption should be taken as one of the importantindicators for good technologies.[Keywords] ethylene technology ; investment ; comprehensive energy consumption ;operating cost;production cost;comparison and selection of technology●能源知識.英國燃油稅征收概況英國的燃料油價格制定是非常復雜的,隨著國際石油市場原油價格的波動每個月都有變化。自去年以來,英國汽油霉售價格一直在不斷調整之中,上下相差幾便士。由于英國有多家石油公司和超市都從事汽油零售,競爭激烈,價格不一。目前在倫敦市的加油站中,見到的最低標號的無鉛汽油最低價格為每升77.9便+(0.779英鎊,一英鎊折合1.89美元),最高為每升79.9便士。英國汽油的稅收是相當高的,汽油稅一般包括兩種,一種是燃料稅(Fuel Duty),另 一種是增值稅(VAT),迄今燃料稅占的比例最大。2000年時汽油價格達到每升85便士時,其中生產成本與利潤為21.7便士,大約51便士是燃料稅,12.5便士是增值稅。稅收在價格中所占比例大約為75%。.據英國一家獨立的財政研究所[nstiute of Fiscal Sudies)的資料 ,英國的燃料稅是從1979年開始征收的。1993年,英國保守黨執(zhí)政時開始實施燃料價格定期比例調整政策(Fuel Price Escalator, 旨在籌集資金和基于環(huán)保目的的限制汽車使用。1993年規(guī)定的年虔燃料價格增加比例是高于通貨膨脹率的3%。此項政策開始實施時就把汽油稅收提高到整個價格的72.8%,保守黨1997年下臺時,稅收增加到占整個價格的76.3%。1997年工黨上臺后,取消按定期比例調整制,但在第一個預算報告中就把汽油稅收提高到了81.5%, 1998年達到85%。由于國際石油市場價格不斷攀升,近幾年稅收比例有所下降。幾年來,增值稅基本固定在17.5% ,燃料稅部分則有所變化中國煤化工(代齊供稿)MHCNMHG