大型乙烯装置发展近况

     全球对聚合物，尤其是聚乙烯与聚丙烯需求不断增长，导致蒸汽裂解装置的能力与处理量持续提高。目前乙烯与丙烯等主要烯烃已被视为商品。类似于电或冷却水，主要烯烃必须持续在最低成本下进行生产，并有可靠的原料供应与一体化下游装置，这些下游装置是真正的盈利核心。过去35年，乙烯质量无多大变化，设定在99.9%以上，而乙烯衍生物产品类型变化极大，已演变至更为先进的配方，多数聚乙烯品牌都是新出现的。过去40年内，典型单列蒸汽裂解装置的能力提高10倍，从20世纪60年代早期的10万～14万t/年提高至2000年的1～1.4MMt/年。从资金收益率角度考虑，必须考虑建造一体化联合装置，包括蒸汽裂解装置、聚烯烃装置、其他衍生物装置及辅助设施。新建一套1MMt/a烯烃联合装置的预算远超出10亿美元。
    
     1MMt/年以上乙烷裂解装置在设计、采购、建造与开工期间会产生很多问题涉及到设备的设计与制造。由于目前裂解装置均采用离心式压缩机，技术受到制约，使单缩机线的乙烷裂解装置能力限制在1.4MMt/年（乙烯）。投资方在确定新装置能力时应优先考虑的问题是：合适的位置、原料供应、下游装置可靠性、操作弹性要求、炉子与装置停运的后果等。由于对这些问题的考虑，裂解装置的建造与液化天然气装置、天然气制合成油装置、合成氨装置、甲醇装置与甲烷制烯烃装置相似，一直在追求建造更大的单列装置。
    
     Technip集团已在着手建造第一套2MMt/年大型乙烷裂解装置，考虑单列压缩机线、采用已验证的离心式机械与新型炉子的设计与采购的可行性。考虑建造1.5～2.0MMt/年新装置时，原料成本及可靠供应是决定装置位置与能力的主要因素。对于生产乙烯的原料类型，乙烷是优先考虑的原料，这是由于乙烷裂解生产乙烯的投资最低并几乎不生成副产物。液体原料（如石脑油）要求更复杂的分离装置，但能提供有价值的丙烯、丁二烯与芳烃副产物。
    
     目前正在建造的最大裂解装置是Jam石化公司的1.4MMt/年乙烯装置和Pars石化公司的1MMt/年装置，这两套装置均位于伊朗Assaluyeh。Jam裂解装置是双重气体与液体裂解装置，而另一套是乙烷裂解装置。Assaluyeh靠海（紧临海上气田），装置能持久接收丰富又经济的原料。因装置建在海边，易接收超大型设备及装置建设所需大量物料，便于运出终端产品。Assaluyeh也能提供石化装置所需大量冷却用水。20世纪80年代60万t/年大型裂解装置通常设计有8～10台炉子，每台生产7.5万～8万t/年乙烯。Jam裂解装置也仅10台炉子（5台供气体用加1台备用炉，4台供液体原料）。每台加热炉设计生产15万～16万t/年乙烯。在这样高的流率下工作，设计人员面临很多设计挑战。
    
     大型裂解装置具有极好的规模效益，降低了每吨乙烯投资费用与操作费用。将20世纪80年代60万t/年裂解装置与2003年1MMt/年以上装置相比较：生产1t乙烯消耗的能源由8000kW?hr降至5300kW?hr；产品损失由不到1降至低于0.25；CO2排放由1550kg降至790kg。规模效益结合炉子、分馏塔、控制系统等技术改进，使大型裂解装置成本明显下降。